金微/纳结构阵列的洁净电化学合成及其SERS效应的结构关联性

• 作 者: 王晶晶
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 金微纳结构阵列 电化学合成 电结晶机制 结构形态 单层胶体晶体

目前,单一的金属微米单元结构阵列体系或纳米结构体系作为SERS活性基底存在着一定的缺陷,而微/纳结构阵列则可以将两者的优点结合起来。然而,微/纳结构阵列的现有合成方法往往需要添加剂,以辅助阵列的生长,从而导致阵列成分的不纯,降低其拉曼活性,甚至干扰拉曼信号的识别。发展阵列的洁净生长技术是目前人们所期待的,本论文基于单层胶体晶体模板,结合电化学方法,发展无添加剂的阵列生长技术,合成表面无吸附杂质的金微/纳结构阵列,研究其结构形态相关的表面增强拉曼散射(SERS)效应,探寻最优的SERS活性基底。主要结果如下:　　
(1)基于聚苯乙烯(PS)单层胶体晶体模板,发展了洁净的电化学合成方法,并通过控制沉积电流密度和沉积时间,在较低和较高电流密度下分别制备了洁净的金碗状和金球状微/纳结构阵列;　　
(2)发现了ITO导电基底上的涂金层在电结晶过程中的重要影响,及电流密度对阵列形态控制的重要作用;　　
(3)提出了电流密度主导的形核-生长相互竞争电结晶机制,并结合本小组前期的无影沉积技术,设计并合成了金纳米针尖状颗粒组成的球壳型微/纳复合结构阵列;　　
(4)揭示了金微/纳结构阵列SERS效应的结构形态相关性。发现与近球形颗粒组成的有序阵列相比,准棒状颗粒构成的微/纳结构阵列的SERS信号明显增强,且有序阵列的均匀性明显优于无模板情况下沉积的粗糙颗粒膜。