研究实现介观结构金颗粒表面增强拉曼光谱

屋檐上的狗

西安交通大学作为第一单位完成的论文“Gold Mesostructures with Tailored Surface Topography and Their Self-Assembly Arrays for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy”，11月19日在国际纳米科学技术领域权威刊物《纳米快报》（Nano Letters http://pubs.acs.org/）在线上发表。该论文是由西安交通大学理学院材料物理系和物质非平衡合成与调控教育部重点实验室方吉祥教授，同中国科学院物理所李志远研究员及德国Karlsruhe国家研究中心，纳米技术研究所H. Hahn教授合作完成。

贵金属纳米颗粒（如金、银等）的一个重要的光学特性是其局域电磁场增强效应。其中贵金属纳米颗粒的表面增强拉曼散射（SERS）是分子探测与识别的有效手段之一，已经使得单分子的SERS检测成为可能，因而得到了学术界的广泛关注和研究。为了进一步提高SERS的增强因子，达到单分子检测的根本目标，一个理想的方案是设计和合成具有高增强因子和丰富“热点”（hot spots）效应的贵金属纳米颗粒。

介观晶体是以纳米粒子为媒介的生长机制有序化组装而成的三维超结构。近十年，在诸多材料体系，如氧化物、有机物、金属等，被证明是一种普遍的晶体生长方式。由于具有粗糙的表面、可控的晶体形状、小尺寸的构筑单元及大量的内部微孔等结构特征，因而在SERS，催化及传感器等领域具有广阔的应用前景。

方吉祥教授在西安交通大学理学院攻读博士研究生期间，在导师丁秉均教授的指导下，在贵金属晶体生长方面做出了一系列的工作。在实验中获得了金属介观晶体（如APL，91, 083108, 2007；APL，92, 173120, 2008等），之后一直从事该领域的研究（如Chem. Commun. 1130, 2009; Nanotoday, 5, 175, 2010）。在本研究中，研究人员将介观结构应用于表面增强拉曼光谱技术，使得单一“海胆”状介观结构金颗粒获得~107的增强。由于颗粒之间的相互作用，该介观结构组装的单层阵列，较单一颗粒相比，可提高1-2个数量级，而且信号的重复性和一致性得到了很大的改善。

该研究得到了西安交通大学、国家自然科学基金委和科技部等项目的资助。（来源：西安交通大学）