研究目的
开发一种新的晶圆级金纳米颗粒覆盖硅纳米柱（SNPs）的制备方法，并结合表面化学修饰，基于表面增强拉曼散射（SERS）技术检测痕量羰基化合物。
研究成果
总之，我们开发了一种基于点击反应并通过SERS技术检测痕量羰基化合物的3D贵金属纳米颗粒包覆SNPs化学修饰材料。该纳米柱通过光刻胶氧等离子体轰击掩模下的蚀刻工艺制备而成。经R6G探针实验验证，该SERS基底具有约1.56×10^6的增强因子，能满足特定应用领域痕量化学检测的需求。通过自组装法用ADT对基底表面进行功能化处理以捕获痕量羰基化合物。ppb级荧光羰基化合物的检测以及捕获前后拉曼峰位移表明，本工作提出的策略在实时快速水质检测方面展现出巨大潜力。
研究不足
拉曼光谱的均匀性虽不及某些高精度纳米结构，但由于该器件可实现晶圆级制备、操作简便且检测快速，因而具有更高的应用价值。
1：实验设计与方法选择：
SERS基底的制备涉及氧等离子体处理以在晶圆级区域合成纳米掩模，以及各向异性刻蚀形成纳米柱。贵金属沉积在SNPs上显示出高拉曼信号增强能力。通过自组装修饰，基底进一步用氨基氧代十二烷硫醇（ADT）功能化，并集成到PDMS微流控腔室中，基于肟点击化学反应实现羰基化合物的快速便捷捕获与检测。
2：样品选择与数据来源：
聚二甲基硅氧烷（PDMS）预聚物和固化剂套装（SILPOT 184）购自道康宁公司。其他试剂和溶剂（包括3-苝羧醛，>95%）购自东京化成工业株式会社，罗丹明6G（R6G）、二氯甲烷（分析纯）和丙酮（分析纯）购自北京化学试剂公司。
3：实验设备与材料清单：
实验所用仪器包括扫描电子显微镜（Phenom ProX）、注射泵（Harvard Apparatus Pump 11 Elite）、显微镜（CX41 OLYMPUS）、扫描电子显微镜（SEM，日立S-5500）和共聚焦激光拉曼显微镜（英国雷尼绍公司in Via Reflex拉曼显微镜）。
4：实验步骤与操作流程：
首先进行聚酰亚胺（PI）旋涂，随后用氧等离子体轰击PI层40分钟以合成小直径纳米线及纳米线束。纳米线森林作为各向异性硅刻蚀的纳米掩模，形成硅纳米柱森林。通过缓冲氢氟酸湿法刻蚀去除复合纳米结构顶部的残余纳米线。在纳米锥森林表面沉积薄层贵金属（如金，30纳米），获得基于纳米锥森林的新型SERS器件。
5：数据分析方法：
拉曼增强因子（EF）对证明SERS基底测量拉曼光谱的有效性至关重要。为评估SERS基底的EF，采用1648 cm?1波数进行估算。
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microscope
CX41 OLYMPUS
OLYMPUS
Observation of samples
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scanning electron microscope
Hitachi S-5500
Hitachi
High-resolution imaging of nanostructures
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scanning electron microscope
Phenom ProX
Characterization of the nanostructures
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syringe pump
Harvard Apparatus Pump 11 Elite
Precise delivery of liquids
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confocal laser Raman microscope
in Via Reflex Raman microscope
Renishaw PLC
Raman spectra measurement
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