介电衬底上利用常压CVD直接生长石墨烯复合纳米银表面增强拉曼研究

编号：CYYJ03687

篇名：介电衬底上利用常压CVD直接生长石墨烯复合纳米银表面增强拉曼研究

作者：程淏泽 刁航 张召凯 张菀颖 姜凯 张闽 张杰 陈昕 朴贤卿 蔺博 敬承斌 宋也男

关键词： 介电衬底 石墨烯 常压化学气相沉积 纳米银 表面增强拉曼

机构： 华东师范大学物理与电子科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心和物理试验教学中心 上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室 上海机电工程研究所 中国电子科技集团公司电子科学研究院

摘要： 目的为了进一步完善Ag基表面增强拉曼(SERS)基底,提升其性能,设计了制备SERS基底的新型方法,采用2种方法制备分别得到转移石墨烯纳米银复合SERS基底(Transfer-G/Ag/SiO2基底)和纳米银石墨烯复合基底(Ag/G/SiO2基底),并对2种基底的增强效果从增强因子、热稳定性、重复性的角度进行比较。方法使用常压化学气相沉积(APCVD)在二氧化硅和铜表面同时生长石墨烯,使用多元醇水热法制备纳米银,前者与纳米银复合得到Ag/G/SiO2基底,后者将生长出的石墨烯转移后与纳米银制备得到Transfer-G(Cu)/Ag/SiO2基底,以传统方法制备的Transfer-G/Ag/SiO2基底为对照,评价制备的Ag/G/SiO2基底的增强性能。结果使用拉曼测试平台选用低功率532 nm激光测量10-6mol/L罗丹明6G(R6G)探针分子的SERS拉曼光谱,比较2种基底的性能。计算得到2种基底基于10-6mol/L R6G的增强因子,Transfer-G/Ag/SiO2基底的增强因子为9.93×105,Ag/G/SiO2基底的增强因子为9.23×105。测试Ag/G/SiO2的稳定性得到,在611、1362、1648 cm-1处特征峰的RSD值分别为9.80%、14.08%、18.18%,数值均低于20%,甚至在611 cm-1和1362 cm-1处的RSD值分别低于10%和15%。结论Ag/G/SiO2基底的SERS效果与传统方法制备的Transfer-G(Cu)/Ag/SiO2基底相比增强效果同样显著,表现在:两者增强因子基本相同,且都具有很好的热稳定性、均匀性和高度重复性。由于使用水热法提高了纳米银的制备效率,并且石墨烯生长避免转移过程,减少对石墨烯的物理损伤和化学药品的化学损伤,确保原位生长石墨烯的质量,进而提高Ag/G/SiO2基底的性能,为快速制备高性能SERS基底提供可行方法。