项目名称: 新型金属复合纳米结构的制备及其表面增强拉曼散射效应

项目编号: No.11504284

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 徐大鹏

作者单位: 西安工业大学

项目金额: 23万元

中文摘要: 表面增强拉曼散射自发现以来已经成为表面科学乃至纳米科学中具备高表面灵敏度的研究工具;拉曼增强基底直接关系着拉曼增强效应,然而传统的拉曼增强基底重复性差、均匀性差、排列无序等缺点限制了拉曼增强机理的深入研究和广泛应用。本项目拟采用“固态离子学方法”制备有序银、铜、金纳米线阵列及具有高表面粗糙度的银纳米结构和银铜复合纳米结构,同时结合金纳米颗粒表面修饰技术,以此设计和制备新型金属复合纳米结构拉曼增强基底,探索其增强效应与纳米结构参数(如纳米线直径、表面粗糙度、排列有序度等)之间的依赖关系;揭示纳米活性基底的拉曼增强作用机理;系统研究金属纳米结构生长过程中的外加电场强度、离子流密度、基底温度、导离子膜厚度等参数对金属纳米结构的影响规律,实现金属纳米结构形貌和有序度的精确控制。本项目的完成可阐明提高纳米活性基底表面局域场增强效应的物理机理,并为发展可重复和稳定的拉曼光谱痕量检测技术提供理论支持。

中文关键词: 真空热蒸镀;固态离子学方法;快离子导体;金属复合纳米结构;表面增强拉曼散射

英文摘要: Since surface enhanced Raman scattering was discovered it has become a high surface-sensitivity research tool in surface science and nanoscience; Raman enhanced substrates are directly related to Raman enhancement effect, while the traditional Raman enhanced substrates have the disadvantages such as poor repeatability, low uniformity and disordered arrangement which restrict further research and the wide application of the Raman strengthening mechanism. The project puts forward the solid-state ionics method to prepare silver nanowire arrays, copper nanowire arrays, gold nanowire arrays and silver nanostructures, silver/copper composite nanostructures with high surface roughness to obtain new metal composite nanostructures Raman enhanced substrates combining gold nanoparticles surface modification technique. Exploring the dependency relationship between the enhancement effect and nanostructure parameters(such as nanowire diameter, surface roughness and ordered arrangement). The Raman enhancement mechanism of action of nano active substrate is revealed. The influence rule of the parameters such as external electric field, ion beam density, substrate temperature and ion conducting memtrane thickness on metal nanostructures in the growth process of metal nanostructures are studied systematically and the degree of order and pattern of metal nanostructures is controlled accurately. The achievement of the project can expound the physical mechanism which increases the enhancement effect of local surface field on nano active substrate and provide theoretical support on developing repeatable and stable trace detection technology of Raman spectrum.

英文关键词: Vacuum thermal evaporation;Solid-state ionics method;Fast ionic conductor;Metal composite nanostructures;Surface enhanced Raman scattering

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