近日，微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心陳大鵬研究員課題組與中北大學(xué)熊繼軍教授課題組合作在表面增強(qiáng)拉曼（SERS）生化檢測(cè)研究領(lǐng)域取得了階段性進(jìn)展。課題組提出了一種基于納米森林的超疏水高粘附基底用于分子的雙重富集，所制備的3D結(jié)構(gòu)的金/銀納米雜化結(jié)構(gòu)能很好地將待測(cè)物分子限制在“熱點(diǎn)”處，從而成功實(shí)現(xiàn)分子富集與雜化結(jié)構(gòu)的有效融合。所制備的SERS基底可實(shí)現(xiàn)超低濃度分子的檢測(cè)，且對(duì)混合農(nóng)藥具備特異性檢測(cè)能力。這種基底的研制為多組分檢測(cè)提供了新的思路。
圖1基于3D Au/Ag-NCF納米雜化的SERS器件的制備工藝
采用課題組開(kāi)發(fā)的納米森林，以金納米顆粒為掩膜進(jìn)行二次刻蝕，在納米森林頂端形成3D“金納米籠”，再通過(guò)濺射銀顆粒形成3D金/銀納米雜化結(jié)構(gòu)。雙金屬結(jié)構(gòu)不同局域表面等離子共振（LSPR）模式的耦合, 使之具備了等離激元多重雜化特性。由于納米雜化和復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)引起的等離子體與其它光學(xué)共振模式的多重耦合，使其能夠?qū)崿F(xiàn)電磁場(chǎng)的高效增強(qiáng)，再結(jié)合超疏水高粘附形成的分子二次富集，不僅可以將分子濃縮在有效“熱點(diǎn)”處，還可以進(jìn)一步提高分子檢測(cè)能力。對(duì)于孔雀石綠與福美雙分別可以實(shí)現(xiàn)10-15M與10-11M的低極限檢測(cè)，對(duì)于食品安全檢測(cè)有極大的應(yīng)用潛力。
圖2不同納米結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)模擬模型及結(jié)果
上述成果以"Parahydrophobic 3D nanohybrid substrates with two pathways of molecular enrichment and multilevel plasmon hybridization" (DOI: 10.1016/j.snb.2020.128357) 為題發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical（Vol. 320，2020，pp. 128357）期刊。
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