第35卷，第11期 2015年11月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 11 -pp3082-3086
November,2015
铜薄膜等离子改性及表面增强拉曼光谱的研究
丁亮亮，洪瑞金，陶春先，张大伟上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093
摘要表面增强拉曼光谱（surface-enhancedRamanspectroscopy，SERS）技术是一种基于探测吸附于金属基底表面分子振动光谱的快速无损检测方法，目前产泛应用于表面吸附、电化学催化、传感器、生物医学检测和痕量的检测与分析等领域。本实验采用直流磁控溅射技术在BK7玻璃基底上沉积一层厚度为50nm的金属铜薄膜，在Ar离子轰击作用下获得不司表面租糙度的金属铜薄膜样晶：从而制备具有不同表面增强拉曼光谱活性的金属基底。实验样品分别通过X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）、分光光度计、拉受光谱仪表征其结构、表面形税及光学性质。测试结果表明铜膜在A离子束装击前后，样晶X射线衍射谱的峰值强度没有发生变化，说明其晶相结构未发生改变；随者离子束能量的增加，薄膜表面粗糙度改变，光学散射强度随着表面粗糙度的增加而增强：离子束薄膜表面改性后，以罗丹明B(RhB)为探针分子，表征薄膜样品表面增强拉受的活性，通过对比不同样品表面RhB的拉曼光谱，发现其光谱强度随金属铜薄膜样品表面粗糙度的增加而增强。
关键词铜薄膜；离子束改性；粗糙度；表面增强拉曼光谱
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10, 3964/j. issn. 1000-0593(2015 )11-3082-05
由于SERS基底材料主要依赖于金、银等少数费重金属，所以目前金属基底价格昂贵，这很大程度上限制了 SERS技术在实际生活中的推产和应用范围。因此，深人研
微量无损的检测分析方法，在当今的社会生活中起到重要作用口-6。拉受光谱作为一种高灵敏度的分子振动光谱，其能够提供丰富的物质光谱信息，因此能够分析极低浓度下吸附于金属表面的物质信息。但是由于拉曼光谱是一种非弹性散射光谱，其在低浓度下散射光谱强度微弱，因此需要依靠SERS技术，实现低浓度下物质的检测。
SERS是将物质分子吸附在金属纳米粒子上，当人射光与金属纳米粒子相互作用时，就能够激发金属纳米粒子中的传导电子，产生强烈振荡，使金属纳米粒子表面电场强度增加，形成表面等离子体共振（SPR），从而增强吸附物分子的振动信号，达到增强拉曼信号的目的了.。
随着对表面增强拉曼光谱的深入研究，其基底材料也逐渐由最初的金属银电极表面粗糙化处理、金银胶体等扩大到具有不同厚度和不同纳米结构的金属薄膜材料15。目前，金属薄膜和胶体的组合技术[16-18]，也已被应用于SERS基底。
收稿日期：2014-06-16，修订日期：2014-10-25
究表面增强拉受光谱现象，寻找一种具有较好增强效果的廉价基底材料，已经越来越引起人们的关注。
在基底材料的制备中，金属薄膜沉积是一种比制作纳来颗粒具有成本优势的技术，其能够用简单的纳米制造工艺，制备高效、大面积的SERS基底而受到青。本文基于传统的直流磁控溅射技术，在BK7玻璃基底上沉积厚度50nm 的金属铜薄膜，通过氟离子束装击金属铜薄膜，获得表面改性的金属铜膜基底材料。研究金属铜薄膜的结构、表面粗糙度与表面增强拉受光谱的关系，探索金属铜对拉受光谱的增强原理。
1实验部分 1.1试剂
实验中选取如下实验试剂与材料(如表1所示)。 1.2薄膜沉积
基金项目：国家自然科学基金项目（61378060，61205156），国家高新技术研究发展计划（863计划)项目（2013AA030602），上海市教委曙光
项目（11SG44)和上海市自然科学基金项目(13ZR1427800)资助
作者简介：丁亮亮，1987年生，上海理工大学光电信息与计算机工程学院硕士研究生
*通讯联系人e-mail：rjhonger@163.com
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