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一種表面增強拉曼襯底及其制備方法與流程

文檔序號:12451200閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種表面增強拉曼襯底,其特征在于,所述拉曼襯底是由金屬和介電材料組成的納米陣列結(jié)構(gòu),所述納米陣列結(jié)構(gòu)的線寬為10-25nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉曼襯底,其特征在于,所述拉曼襯底的線寬為12-25nm;

優(yōu)選地,所述拉曼襯底的陣列面積為100-250000μm2,優(yōu)選為200-200000μm2;

優(yōu)選地,所述拉曼襯底的厚度為30-300nm,優(yōu)選為40-230nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拉曼襯底,其特征在于,所述金屬為金、鉑、銀或銅中的任意一種或至少兩種的組合;

優(yōu)選地,所述金屬為金屬顆粒,所述金屬顆粒的直徑為5-15nm,優(yōu)選為8-12nm;

優(yōu)選地,所述介電材料為氧化硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的拉曼襯底,其特征在于,所述拉曼襯底為三維陣列結(jié)構(gòu);

優(yōu)選地,所述拉曼襯底為對稱的周期陣列圖形;

優(yōu)選地,所述拉曼襯底為三角形、四邊形、六邊形或圓形中的任意一種或至少兩種的組合。

5.一種如權(quán)利要求1-4中任一項所述的拉曼襯底的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

(1)在硅襯底上旋涂負性電子束抗蝕劑,曝光、顯影、浸泡和干燥制備得到負性電子束抗蝕劑納米陣列結(jié)構(gòu);

(2)對步驟(1)制備的電子束抗蝕劑納米陣列結(jié)構(gòu)進行退火處理形成穩(wěn)定的介電材料;

(3)在步驟(2)得到的介電材料表面沉積一層金屬顆粒,從而獲得所述表面增強拉曼襯底。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)所述的電子束的束斑尺寸為0.5-10nm;

優(yōu)選地,步驟(1)所述的抗蝕劑的厚度為10-300nm,優(yōu)選為30-280nm;

優(yōu)選地,所述曝光的劑量為60000-120000μC/cm2

優(yōu)選地,所述顯影采用NaOH溶液,所述NaOH溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.5-3%,優(yōu)選為1%;

優(yōu)選地,所述顯影的時間為1-5min,優(yōu)選為1-3min;

優(yōu)選地,步驟(1)所述納米陣列結(jié)構(gòu)的陣列面積為100-250000μm2,優(yōu)選為100-200000μm2。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述退火的溫度為200-500℃;

優(yōu)選地,所述退火的時間為10-120min,優(yōu)選為15-100min;

優(yōu)選地,所述介電材料的線寬為3-20nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述的金屬顆粒為金、鉑、銀或銅中的任意一種或至少兩種的組合;

優(yōu)選地,所述金屬顆粒的直徑為5-15nm,優(yōu)選為8-12nm;

優(yōu)選地,所述金屬顆粒在介電材料表面的距離為0-3nm;

優(yōu)選地,所述沉積的方式為熱蒸鍍、電子束蒸鍍或磁控濺射中的任意一種或至少兩種的組合;

優(yōu)選地,所述沉積的速率為

9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項所述的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

(1)在硅襯底上旋涂厚度為10-300nm負性電子束抗蝕劑,所述電子束的束斑尺寸為0.5-10nm,曝光劑量為60000-120000μC/cm2、質(zhì)量分數(shù)為0.5-3%NaOH溶液顯影1-5min、浸泡和干燥制備得到陣列面積為100-250000μm2的負性電子束抗蝕劑納米陣列結(jié)構(gòu);

(2)對步驟(1)制備的電子束抗蝕劑納米陣列結(jié)構(gòu)進行200-500℃退火處理10-120min,形成穩(wěn)定的介電材料,所述介電材料的線寬為3-20nm;

(3)在步驟(2)得到的介電材料表面沉積一層金屬顆粒,所述沉積的速率為所述金屬顆粒的直徑為5-15nm,所述金屬顆粒在介電材料表面的距離為0-3nm,從而獲得所述表面增強拉曼襯底。

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