本發(fā)明屬于微納米結(jié)構(gòu)器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種表面增強(qiáng)拉曼散射(surface-enhancedramanscattering，sers)基底及其制備方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)光被原子或分子散射時(shí)，絕大多數(shù)光子發(fā)生彈性散射，即散射光的頻率與入射光的頻率相同，稱之為瑞利散射；還有一小部分光子發(fā)生非彈性散射，即散射光的頻率與入射光不同，也稱之為拉曼散射。

拉曼散射可以準(zhǔn)確地反映分子的震動(dòng)能級(jí)的信息，因此被當(dāng)做是分子“指紋”，從而被廣泛地應(yīng)用于物質(zhì)的檢測(cè)中。同時(shí)拉曼散射光譜檢測(cè)是一種不需要對(duì)待檢測(cè)樣品進(jìn)行標(biāo)記的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析手段，具有非破壞性、無(wú)需接觸等特點(diǎn)。隨著激光技術(shù)和弱信號(hào)探測(cè)接收技術(shù)的發(fā)展，作為一種可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)分子水平檢測(cè)的手段，拉曼散射光譜檢測(cè)有望在生物檢測(cè)、疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、化學(xué)分析等領(lǐng)域獲得實(shí)際和廣泛的應(yīng)用。

然而，由于拉曼散射截面小，拉曼散射光譜檢測(cè)的分析靈敏度低，很多分子或者基團(tuán)的拉曼光譜很難獲得。雖然通過提高激勵(lì)激光功率可以在一定程度上提高拉曼散射光譜的強(qiáng)度，但對(duì)于生物樣品，強(qiáng)度太大的激光會(huì)破壞樣品的生物活性，因此很多應(yīng)用轉(zhuǎn)而利用了表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)來(lái)提高樣品的拉曼散射光譜強(qiáng)度。

表面增強(qiáng)拉曼散射(surface-enhancedramanscattering，sers)是一種異常的表面光學(xué)現(xiàn)象，是指粗糙的貴金屬表面在入射光激發(fā)的情況下增強(qiáng)吸附在其表面的物質(zhì)分子的拉曼散射光譜信號(hào)的一種現(xiàn)象。分子拉曼散射信號(hào)的增強(qiáng)來(lái)源于粗糙表面在光照射下所產(chǎn)生的表面電子振蕩，當(dāng)入射光的頻率與金屬自身的等離子體的頻率相匹配時(shí)，電子振蕩達(dá)到最大，于是在金屬表面產(chǎn)生一個(gè)與入射光頻率相同的附加局域電磁場(chǎng)，它所覆蓋的區(qū)域存在著入射光和表面等離子體被激發(fā)后疊加在一起的電磁場(chǎng)。由于分子的拉曼散射源于分子自身的極化與外界電場(chǎng)的相互作用，所以處在這個(gè)疊加電場(chǎng)中的分子除了受原入射電磁場(chǎng)的作用外還受這個(gè)局域增強(qiáng)電磁場(chǎng)的作用，因此激發(fā)出的拉曼散射信號(hào)也相應(yīng)地得到了加強(qiáng)。與普通拉曼散射光譜信號(hào)相比，表面增強(qiáng)拉曼散射信號(hào)的強(qiáng)度有多個(gè)量級(jí)的增強(qiáng)，甚至可以達(dá)到單分子拉曼散射信號(hào)的探測(cè)。表面增強(qiáng)拉曼散射是這種粗糙化金屬表面上最為突出的效應(yīng)，在粗糙化的金、銀、銅等金屬的表面上，與普通的拉曼散射光譜強(qiáng)度相比sers的增強(qiáng)可達(dá)到10⁶。

自從sers出現(xiàn)后，其領(lǐng)域的發(fā)展是相當(dāng)迅猛的，在應(yīng)用方面，科學(xué)家們利用sers技術(shù)測(cè)量分子以及物質(zhì)的拉曼光譜，建立完整的拉曼庫(kù)；制作表面承載基底，應(yīng)用拉曼光譜的指紋特性，在探測(cè)器方面和分子檢測(cè)方面具有巨大的潛力，sers有望成為單分子檢測(cè)的重要工具即利用sers技術(shù)測(cè)量分子和物質(zhì)的拉曼光譜對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和探索。但是，現(xiàn)有技術(shù)的sers基底的靈敏度仍相對(duì)較低，拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)不夠大，效果有待進(jìn)一步提高以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

因此，如何基于sers機(jī)理制備出靈敏度更高的檢測(cè)器件成為了目前研究的重要方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的sers基底的靈敏度相對(duì)較低、拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)較小的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種表面增強(qiáng)拉曼散射sers基底及其制備方法，本發(fā)明的sers基底具有很高的靈敏度，可以極大地增強(qiáng)拉曼信號(hào)，最大拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)在10¹⁰～10¹³，可以用于探測(cè)濃度極低的待測(cè)物質(zhì)的分子信號(hào)。而且，本發(fā)明的制備工藝流程簡(jiǎn)單、易工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，成本低，可用于制備芯片，解決了市場(chǎng)上拉曼芯片相對(duì)價(jià)格高，拉曼信號(hào)放大倍數(shù)低的問題。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種表面增強(qiáng)拉曼散射(surface-enhancedramanscattering，sers)基底，所述sers基底由從下到上的第一sio2層、具有空隙圓環(huán)的ag層、第二sio2層和2個(gè)等邊三角形銀片構(gòu)成；

其中，所述第二sio2層由兩部分構(gòu)成，這兩部分分別在兩個(gè)平面上，具體為：一部分位于具有空隙圓環(huán)的ag層的表面，另一部分位于空隙圓環(huán)與第一sio2層的連接面上；

所述2個(gè)等邊三角形銀片均位于空隙圓環(huán)內(nèi)徑區(qū)域的第二sio2層上，且1個(gè)等邊三角形銀片的頂點(diǎn)與另1個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)的最小距離在1nm～15nm。

本發(fā)明中，所述“1個(gè)等邊三角形銀片的頂點(diǎn)與另1個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)的最小距離”指：1個(gè)等邊三角形的任選的一個(gè)頂點(diǎn)，到另1個(gè)等邊三角形的任選的頂點(diǎn)的距離中的最小值。

本發(fā)明中，1個(gè)等邊三角形銀片的頂點(diǎn)與另1個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)的最小距離在1nm～15nm，例如為1nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm或15nm等，綜合考慮制作工藝的難易程度和技術(shù)效果，優(yōu)選為1nm～10nm。

本發(fā)明中，具有空隙圓環(huán)的ag層以及位于最頂層的一對(duì)等邊三角形銀片配合作用，并結(jié)合本發(fā)明的sers基底的其他部分，可以配合性地提高其靈敏度和拉曼增強(qiáng)性能。

本發(fā)明中，最頂層的三角形的銀片只能是等邊三角形，而不能是其他形狀，因?yàn)椋阂环矫?，相比于圓形、正方形和長(zhǎng)方形等形狀，等邊三角形在越尖銳的地方會(huì)獲得更強(qiáng)的局部電場(chǎng)限制效果，從而獲得更強(qiáng)的拉曼放大信號(hào)；另一方面，考慮工藝上100nm左右的圖案，等邊三角形在工藝上比角度更小的等腰三角形或其他形狀更好刻畫制作，因此，本發(fā)明選用等邊三角形。

以下作為本發(fā)明所述sers基底的優(yōu)選技術(shù)方案，但不作為對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下優(yōu)選的技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。

優(yōu)選地，1個(gè)等邊三角形銀片的頂點(diǎn)與另1個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)的最小距離在1～10nm。

優(yōu)選地，所述2個(gè)等邊三角形為2個(gè)相同的等邊三角形。

本發(fā)明中，對(duì)第一sio2層的形狀不作限定。

本發(fā)明中，對(duì)第一sio2層的厚度不作限定。

優(yōu)選地，所述具有空隙圓環(huán)的ag層和第二sio2層為相同大小的正方形。

優(yōu)選地，所述正方形的邊長(zhǎng)為1μm。

優(yōu)選地，所述空隙圓環(huán)的圓環(huán)寬度為50nm～200nm，優(yōu)選為100nm，在考慮到工藝制備能力與實(shí)際放大效果的情況下，選擇100nm寬度最好，用電子束曝光系統(tǒng)(ebl)刻畫出寬度為100nm的圓環(huán)完全可行且此時(shí)拉曼基底圓環(huán)區(qū)域內(nèi)能夠有效的匯聚電磁波起到增強(qiáng)拉曼放大信號(hào)的作用。

更優(yōu)選地，所述空隙圓環(huán)的內(nèi)徑為0.37μm～0.45μm，外徑為0.47μm～0.55μm，此條件范圍內(nèi)，優(yōu)選使空隙圓環(huán)的圓環(huán)寬度為100nm。

優(yōu)選地，所述空隙圓環(huán)的圓心和所述具有空隙圓環(huán)的ag層的中心重合，當(dāng)所述具有空隙圓環(huán)的ag層為正方形時(shí)，其中心即為兩條中軸線的交點(diǎn)，也即對(duì)角線的交點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述具有空隙圓環(huán)的ag層的厚度為0.1μm。

優(yōu)選地，所述第二sio2層的厚度為0.04μm。

優(yōu)選地，所述2個(gè)等邊三角形銀片的厚度均為0.04μm。

優(yōu)選地，所述2個(gè)等邊三角形的底邊長(zhǎng)獨(dú)立地為50nm～150nm，例如為50nm、60nm、70nm、85nm、90nm、100nm、110nm、120nm、125nm、126nm、128nm、129nm、130nm、133nm、135nm、136nm、138nm、140nm或150nm等，優(yōu)選為120nm～140nm。

優(yōu)選地，所述2個(gè)等邊三角形為2個(gè)相同的等邊三角形，且這2個(gè)相同的等邊三角形的底邊長(zhǎng)為50nm～150nm，例如為50nm、60nm、70nm、85nm、90nm、100nm、110nm、120nm、122nm、124nm、125nm、126nm、127nm、128nm、129nm、130nm、132nm、133nm、135nm、136nm、138nm、140nm或150nm等，優(yōu)選為120nm～140nm。

作為本發(fā)明所述sers基底的優(yōu)選技術(shù)方案，所述sers基底由從下到上的第一sio2層、具有空隙圓環(huán)的ag層、第二sio2層和2個(gè)相同的等邊三角形銀片構(gòu)成，且具有空隙圓環(huán)的ag層和第二sio2層為相同大小的正方形，邊長(zhǎng)1μm；

其中，所述第二sio2層由兩部分構(gòu)成：一部分位于具有空隙圓環(huán)的ag層的表面，另一部分位于空隙圓環(huán)與第一sio2層的連接面上；

2個(gè)相同的等邊三角形銀片位于空隙圓環(huán)內(nèi)徑區(qū)域的第二sio2層上；

2個(gè)相同的等邊三角形銀片呈頂點(diǎn)相對(duì)設(shè)置，相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)位于正方形的一條中軸線上，且位于正方形的另一條中軸線的兩側(cè)并對(duì)稱；

優(yōu)選地，所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)分別在各自的等邊三角形中所對(duì)的邊是平行的，且與正方形的一邊也平行；

優(yōu)選地，所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為1nm～15nm，優(yōu)選為1nm～10nm。

此優(yōu)選技術(shù)方案中，設(shè)置2個(gè)相同的等邊三角形在以上限定范圍內(nèi)，一對(duì)三角形結(jié)構(gòu)能夠有效的激發(fā)局域表面等離子體共振，從而增強(qiáng)局部電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)在三角形頂點(diǎn)極大的增強(qiáng)拉曼放大信號(hào)的目的。

第二方面，本發(fā)明提供如第一方面所述的sers基底的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在組分為sio2的底板上，利用電子束曝光(electronbeamlithography，ebl)系統(tǒng)勾劃出第一sio2層的曝光區(qū)域，并在該曝光區(qū)域內(nèi)留出圓環(huán)區(qū)域不用于曝光而用于寫入聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)光刻膠；

(2)寫入pmma光刻膠并曝光之后，得到位于第一sio2層上的pmma圓環(huán)；

(3)對(duì)步驟(2)得到的產(chǎn)品的pmma圓環(huán)一側(cè)進(jìn)行蒸鍍銀，然后利用剝離工藝(即liftoff工藝)洗掉pmma圓環(huán)，得到位于第一sio2層上的具有空隙圓環(huán)的ag層；

(4)對(duì)步驟(3)得到的產(chǎn)品的具有空隙的ag層一側(cè)進(jìn)行蒸鍍sio2，則一部分sio2分布在具有空隙圓環(huán)的ag層的表面，另一部分sio2分布在空隙圓環(huán)與第一sio2層的連接面上，這兩部分sio2共同構(gòu)成第二sio2層；

(5)對(duì)步驟(4)得到的產(chǎn)品的位于空隙圓環(huán)內(nèi)徑區(qū)域的第二sio2層上，用ebl系統(tǒng)勾劃出2個(gè)等邊三角形，這2個(gè)等邊三角形的區(qū)域作為曝光區(qū)域，這2個(gè)等邊三角形之外的區(qū)域用于寫入pmma光刻膠；而且，1個(gè)等邊三角形銀片的頂點(diǎn)與另1個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)的最小距離在1nm～15nm；

(6)寫入pmma光刻膠并曝光之后，蒸鍍銀，然后利用liftoff工藝洗掉pmma光刻膠，得到由下到上的第一sio2層、具有空隙圓環(huán)的ag層、第二sio2層以及位于第二sio2層和2個(gè)等邊三角形銀片。

本發(fā)明中，對(duì)組分為sio2的底板的大小和形狀不作限定。

本發(fā)明中，步驟(1)勾劃出的第一sio2層的曝光區(qū)域可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。本領(lǐng)域常采用的方式是同時(shí)勾劃出多處呈周期排列的第一sio2層的曝光區(qū)域。

以下作為本發(fā)明所述方法的技術(shù)方案，但不作為對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下優(yōu)選的技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。

優(yōu)選地，步驟(1)所述第一sio2層的曝光區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)相同大小的正方形。

優(yōu)選地，所述正方形的邊長(zhǎng)為1μm。

優(yōu)選地，步驟(1)所述圓環(huán)區(qū)域的圓環(huán)寬度為50nm～200nm，優(yōu)選為100nm。

優(yōu)選地，步驟(1)所述圓環(huán)區(qū)域的圓環(huán)內(nèi)徑為0.37μm～0.45μm，圓環(huán)外徑為0.47μm～0.55μm，此條件范圍內(nèi)，優(yōu)選使圓環(huán)寬度為100nm。

優(yōu)選地，步驟(1)所述圓環(huán)區(qū)域的圓環(huán)圓心和一個(gè)正方形的中心重合。

優(yōu)選地，步驟(3)蒸鍍銀的厚度為0.1μm。

優(yōu)選地，步驟(3)蒸鍍銀的厚度小于步驟(2)得到的產(chǎn)品中的pmma圓環(huán)的厚度，防止蒸鍍的ag與原下層ag圓環(huán)相互粘接無(wú)法實(shí)施剝離工藝。

優(yōu)選地，步驟(3)蒸鍍銀的厚度是步驟(2)得到的產(chǎn)品中的pmma圓環(huán)的厚度的一半，以有利于后續(xù)去除掉pmma圓環(huán)以及蒸鍍?cè)趐mma圓環(huán)表面的sio2。

優(yōu)選地，步驟(4)蒸鍍sio2的厚度為0.04μm。

優(yōu)選地，步驟(5)所述2個(gè)等邊三角形的邊長(zhǎng)獨(dú)立地為50nm～150nm，優(yōu)選為120nm～140nm；

優(yōu)選地，步驟(5)所述2個(gè)等邊三角形為2個(gè)相同的等邊三角形；

優(yōu)選地，步驟(5)所述2個(gè)相同的等邊三角形的邊長(zhǎng)為50nm～150nm，優(yōu)選為120nm～140nm。

作為本發(fā)明所述方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法包括以下步驟：

(1)在組分為sio2的底板上，利用電子束曝光(ebl)系統(tǒng)勾劃出邊長(zhǎng)為1μm的正方形作為第一sio2層的曝光區(qū)域，并在該曝光區(qū)域內(nèi)留出圓環(huán)區(qū)域不用于曝光而用于寫入聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)光刻膠；

(2)寫入pmma光刻膠并曝光之后，得到第一sio2層，以及位于第一sio2層上pmma圓環(huán)；

(3)對(duì)步驟(2)得到的產(chǎn)品的pmma圓環(huán)一側(cè)進(jìn)行蒸鍍銀，然后利用liftoff工藝洗掉pmma圓環(huán)，得到位于第一sio2層上的具有空隙圓環(huán)的ag層；

(4)對(duì)步驟(3)得到的產(chǎn)品的具有空隙圓環(huán)的ag層一側(cè)進(jìn)行蒸鍍sio2，則一部分sio2分布在具有空隙圓環(huán)的ag層的表面，另一部分sio2分布在空隙圓環(huán)與第一sio2層的連接面上，這兩部分sio2共同構(gòu)成第二sio2層；

(5)對(duì)步驟(4)得到的產(chǎn)品的位于空隙圓環(huán)內(nèi)徑區(qū)域的第二sio2層上，用ebl系統(tǒng)勾劃出2個(gè)相同的等邊三角形，這2個(gè)相同的等邊三角形的區(qū)域作為曝光區(qū)域，這2個(gè)相同的等邊三角形之外的區(qū)域用于寫入pmma光刻膠；而且，2個(gè)相同的等邊三角形呈頂點(diǎn)相對(duì)設(shè)置，相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)位于正方形的一條中軸線上，且位于正方形的另一條中軸線的兩側(cè)并對(duì)稱；

優(yōu)選地，所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)分別在各自的等邊三角形中所對(duì)的邊是平行的，且與正方形的一邊也平行；

優(yōu)選地，所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為1nm～15nm，優(yōu)選為1nm～10nm。

(6)寫入pmma光刻膠并曝光之后，蒸鍍銀，然后利用liftoff工藝洗掉pmma光刻膠，得到由下到上的第一sio2層、具有空隙圓環(huán)的ag層、第二sio2層和2個(gè)相同的等邊三角形銀片。

優(yōu)選地，步驟(6)所述蒸鍍銀的厚度為0.04μm。

優(yōu)選地，步驟(6)所述蒸鍍銀的厚度小于步驟(6)寫入的pmma光刻膠的厚度，防止蒸鍍的ag與原下層ag圓環(huán)相互粘接無(wú)法實(shí)施剝離工藝。

優(yōu)選地，步驟(6)所述蒸鍍銀的厚度為步驟(6)寫入的pmma光刻膠的厚度的一半，以有利于后續(xù)去除掉pmma光刻膠以及蒸鍍?cè)趐mma光刻膠表面的ag。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明通過將具有空隙圓環(huán)的ag層和最頂層的一對(duì)等邊三角形銀片配合作用，并調(diào)整1個(gè)等邊三角形銀片的頂點(diǎn)與另1個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)的最小距離，可以配合性地大幅提高本發(fā)明的sers基底的靈敏度和拉曼放大性能。本發(fā)明的sers基底的最大拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)最高可達(dá)到10¹³，平均拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)可達(dá)到10⁶，具有較好的拉曼增強(qiáng)效果。

(2)本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、易操作，易工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1a是實(shí)施例1步驟(1)得到的產(chǎn)品的主視圖，其中，1’代表組分為sio2的底板；

圖1b是實(shí)施例1步驟(1)得到的產(chǎn)品的沿圖1a中aa’的剖面圖，其中，1’代表組分為sio2的底板；

圖2a是實(shí)施例1步驟(2)得到的產(chǎn)品的主視圖，其中，1代表第一sio2層，2代表pmma圓環(huán)；

圖2b是實(shí)施例1步驟(2)得到的產(chǎn)品沿圖2b中bb’的剖面圖，其中，1代表第一sio2層，2代表pmma圓環(huán)；

圖3a是實(shí)施例1步驟(3)得到的產(chǎn)品的主視圖，其中，2’代表ag層；

圖3b是實(shí)施例1步驟(3)得到的產(chǎn)品沿圖3a中cc’的剖面圖，其中，1代表第一sio2層，2代表pmma圓環(huán)，2’代表ag層；

圖4a是實(shí)施例1步驟(4)得到的產(chǎn)品的主視圖，其中，3代表具有空隙圓環(huán)的ag層；

圖4b是實(shí)施例1步驟(4)得到的產(chǎn)品沿圖4a中dd’的剖面圖，其中，1代表第一sio2層，3代表具有空隙圓環(huán)的ag層；

圖5a是實(shí)施例1步驟(5)得到的產(chǎn)品的主視圖，其中，4代表第二sio2層；

圖5b是實(shí)施例1步驟(5)得到的產(chǎn)品沿圖5a中ee’的剖面圖，其中，1代表第一sio2層，3代表具有空隙圓環(huán)的ag層，4代表第二sio2層；

圖6a是實(shí)施例1步驟(6)得到的產(chǎn)品的主視圖，其中，4代表第二sio2層，5代表等邊三角形銀片；

圖6b是實(shí)施例1步驟(6)得到的產(chǎn)品沿圖6a中ff’的剖面圖，其中，1代表第一sio2層，3代表具有空隙圓環(huán)的ag層，4代表第二sio2層，5代表等邊三角形銀片；

其中，1’代表的組分為sio2的底板的形狀和尺寸是不作限定的，為了畫圖方便進(jìn)行了簡(jiǎn)化；1代表的第一sio2層的形狀和尺寸也是不作限定的，為了畫圖方便進(jìn)行了簡(jiǎn)化。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種表面增強(qiáng)拉曼散射sers基底，所述sers基底由從下到上的0.12μm厚的第一sio2層1、0.1μm厚的具有空隙圓環(huán)的ag層3、0.04μm厚的第二sio2層4以及2個(gè)相同的0.04μm厚的等邊三角形銀片5(邊長(zhǎng)為127nm)構(gòu)成；

其中，第一sio2層1、具有空隙圓環(huán)的ag層3和第二sio2層4為相同大小的正方形，且正方形的邊長(zhǎng)為1μm。

具有空隙圓環(huán)的ag層3中，空隙圓環(huán)的圓環(huán)內(nèi)徑為0.37μm，外徑為0.47μm，則空隙圓環(huán)的寬度為100nm；該空隙圓環(huán)的圓心與具有空隙圓環(huán)的ag層的中心重合。

2個(gè)相同的等邊三角形呈頂點(diǎn)相對(duì)設(shè)置，相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)位于正方形的一條中軸線上，且位于正方形的另一條中軸線的兩側(cè)并對(duì)稱；所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)分別在各自的等邊三角形中所對(duì)的邊是平行的，且與正方形的一邊也平行；所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為10nm。

制備方法：

(1)在厚度為0.12μm且組分為sio2的底板1’上，利用電子束曝光(ebl)系統(tǒng)勾劃出1μm×1μm的正方形作為第一sio2層1的曝光區(qū)域，并在該曝光區(qū)域內(nèi)留出內(nèi)徑為0.37μm，外徑為0.47μm的圓環(huán)區(qū)域不用于曝光而用于寫入聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)光刻膠，該圓環(huán)區(qū)域的圓心與1μm×1μm的正方形作為的第一sio2層的曝光區(qū)域的中心重合，得到的產(chǎn)品的主視圖參見圖1a，沿aa’的剖面圖參見圖1b；

(2)寫入pmma光刻膠，寫入厚度為0.25μm，并曝光之后，得到位于第一sio2層1上的pmma圓環(huán)2，得到的產(chǎn)品的主視圖參見圖2a，沿bb’的剖面圖參見圖2b；

(3)對(duì)步驟(2)得到的產(chǎn)品的pmma圓環(huán)2一側(cè)蒸鍍0.1μm厚的銀，得到由第一sio2層1和pmma圓環(huán)2構(gòu)成的復(fù)合體，以及沉積在該復(fù)合體上的ag層2’；得到的產(chǎn)品的主視圖參見圖3a，沿cc’的剖面圖參見圖3b；

(4)然后利用liftoff工藝洗掉pmma圓環(huán)2，得到第一sio2層1，以及位于第一sio2層上的具有空隙圓環(huán)的ag層3(1μm×1μm的正方形)，得到的產(chǎn)品的主視圖參見圖4a，沿cc’的剖面圖參見圖4b；

(5)對(duì)步驟(4)得到的產(chǎn)品的具有空隙圓環(huán)的ag層3一側(cè)蒸鍍0.04μm厚的sio2，則一部分sio2分布在具有空隙圓環(huán)的ag層的表面，另一部分sio2分布在空隙圓環(huán)與第一sio2層的連接面上，這兩部分sio2共同構(gòu)成第二sio2層4；得到的產(chǎn)品的主視圖參見圖5a，沿dd’的剖面圖參見圖5b；

(6)對(duì)步驟(5)得到的產(chǎn)品的位于空隙圓環(huán)內(nèi)徑區(qū)域的第二sio2層4上，用ebl系統(tǒng)勾劃出2個(gè)相同的等邊三角形，這2個(gè)等邊三角形的區(qū)域作為曝光區(qū)域，這2個(gè)相同的等邊三角形之外的區(qū)域用于寫入pmma光刻膠；而且，2個(gè)相同的等邊三角形邊為127nm；2個(gè)相同的等邊三角形呈頂點(diǎn)相對(duì)設(shè)置，相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)位于正方形的一條中軸線上，且位于正方形的另一條中軸線的兩側(cè)并對(duì)稱；所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)分別在各自的等邊三角形中所對(duì)的邊是平行的，且與正方形的一邊也平行；所述相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為10nm；

然后寫入pmma光刻膠并曝光，寫入的pmma光刻膠的厚度為0.06μm，蒸鍍0.04μm的銀，再利用liftoff工藝洗掉pmma光刻膠，得到由下到上的0.12μm厚的第一sio2層1、0.1μm厚的具有空隙圓環(huán)的ag層3、0.04μm厚的第二sio2層4以及位于第二sio2層上的2個(gè)0.04μm厚的相同的等邊三角形銀片5，得到的產(chǎn)品的主視圖參見圖6a，沿ff’的剖面圖參見圖6b。

檢測(cè)結(jié)果：本實(shí)施例的sers基底的最大拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)為1.33*10¹³。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種sers基底，所述基底除2個(gè)相同的等邊三角形的底邊為140nm之外，其他內(nèi)容與實(shí)施例1中的sers相同。

本實(shí)施例的sers基底的制備方法，所述方法中除步驟(6)中等邊三角形底邊為140nm之外，其他制備方法和條件與實(shí)施例1相同。

檢測(cè)結(jié)果：本實(shí)施例的sers基底的最大拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)為4.47*10¹²。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種sers基底，除所述基底除空隙圓環(huán)的內(nèi)徑為0.45μm，外徑為0.55μm外，其他內(nèi)容與實(shí)施例1中的sers相同。

本實(shí)施例的sers基底的制備方法，所述方法中除步驟(1)中圓環(huán)區(qū)域的內(nèi)徑為0.45μm，外徑為0.55μm之外，其他制備方法和條件與實(shí)施例1相同。

檢測(cè)結(jié)果：本實(shí)施例的sers基底的最大拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)為8.89*10¹²。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種sers基底，除相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為5nm之外，其他內(nèi)容與實(shí)施例1中的sers相同。

本實(shí)施例的sers基底的制備方法，所述方法中除步驟(6)相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為5nm之外，其他制備方法和條件與實(shí)施例1相同。

檢測(cè)結(jié)果：本實(shí)施例的sers基底的最大拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)為8.53*10¹²。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供一種sers基底，除相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為9nm之外，其他內(nèi)容與實(shí)施例1中的sers相同。

本實(shí)施例的sers基底的制備方法，所述方法中除步驟(6)相對(duì)的這兩個(gè)頂點(diǎn)的距離為9nm之外，其他制備方法和條件與實(shí)施例1相同。

檢測(cè)結(jié)果：本實(shí)施例的sers基底的最大拉曼信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)為1.1*10¹³。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來(lái)說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。