资料课件案例

1、（2008 届）金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究Complex Assemble of different mNanoparticles andSurface-enhanced Raman Spectrum Studies黄洁导师姓名：（教授）（教授）研究专业：物理化学研究方向：光谱电化学提交日期：2008 年 4 月苏州大学独创性及使用独创性本人郑重：所提交的是本人在导师的指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明的内容外，本不含其他个人或集体已经或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方

2、式标明。本人承担本的法律责任。签名：日期： 使用苏州大学、中国科学技术信息、馆、合作部、中国社科院文献信息情报中心保留本人所送交的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他保存。本人电子文档的内容和纸质的内容相一致。除在期内的外，被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）的全部或部分内容。的公布（包括刊登）苏州大学学位办办理。签名：日期： 导师签名：日 期： 金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究中要中要金属纳米粒子因其效应而具有独特的光学、电学性质，如一定尺度的金或银纳米粒子可产生理想的表面增强光谱(SERS)效应，特别是纳米粒子之间产生的所谓“热点”(hot spot)效应贡献的 SERS 增强

3、因子达 1014，由此可实现单检测，因此受到了广大 SERS 科学家的青睐。本文采用自组装技术在硅基底上进行金银纳米粒子的混合组装，通过组装溶液中金和银溶胶的体积比而基底上金银纳米粒子的密度，SEM 结果显示金银呈亚单层均匀分布。以吡啶为探针，在不同波长的激发光下研究了纯金、纯银以及金银混合组装时的 SERS 效应。利用金银在不同激发线下的增强效应的不同以及探针吸附在金银纳米粒子表面主要谱峰相对强度有差别这一特点，通过一系列校正以及差谱方法研究了金银共存时的 SERS 效应的变化，并分离出混合体系中金的增强行为，结果表明在金银同时组装时吡啶的 SERS 谱峰特征主要表现为银纳米粒子的行为，分离

4、出的金的 SERS 光谱特征也接近银的行为，由此说明金银纳米粒子之间产生了一定的耦合作用。此外，我们还研究了不同激发光下硫根在复合组装基底上表面 SERS 光谱，经过差谱处理，数据结果同样证明了金间存在耦合效应。我们还研究了纳米粒子复合组装时吡啶的 SERS。研究发现，当纳米粒子复合组装时，铂的引入会引起金 SERS 信号的衰减。：Au/Ag 纳米粒子；Au/Pt 纳米粒子；表面增强化酸根（SCN）光谱(SERS)；吡啶(Py)；作者：黄洁指导教师：金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究英要Complex Assemble of different Nanoparticles and Sur

5、face-enhanced Raman Spectrum StudiesAbstractHaving size effect, nanoparticle has unique optic and electric property, For example, ideal enhanced effect was observed on definite-size Au or Ag nanoparticles, and its enhancement factor can reach to 1014 on some “hot spot” between nanoparticles, which a

6、ttracted extensive attention of scientists and can fulfill its high sensitve in detection of monomolecule.In this paper, Ag and Au nanoparticles were self-assembled on a silicon substrate simultaneously. The density of Ag and Au nanoparticles was controlled by changing the volume ratio of Au to Ag c

7、olloids. SEM images indicated that Ag and Au nanoparticles were dispersed on the substrate with submonolayers. By using pyridine (Py) as a probing molecule, surface enhanced Raman spectrum (SERS) effect was investigated on pure Au, pure Ag and Au-Ag mixed nanoparticle surfaces in the different excit

8、ation lines. By using the difference in the enhancement effect between 632.8 nm and 514.5nm excitation lines and the difference in the relative intensities of main SERS bands from Py, we investigated the change of Py SERS from the substrate on which Au and Ag existed together. the SERS effect of Au

9、nanoparticles in the mixture system was separated by a series of calibrations and subtractions of the spectra to eliminate the contribution from Ag nanoparticles as well. The results revealed that the SERS spectral features of Py from the mixture system and the separated spectrum of Au nanoparticles

10、 were similar with those from the pure Ag nanoparticles, indicating the coupling effect between the Ag and Au nanoparticles.We also investigated the SERS from the Au&Pt mixed system. The results show thatthe intensity of SERS spectrum from the Au-Pt mixed system is weaker than that from Au.Keywo

11、rds:Au/Agnanoparticle; Au/Pt nanoparticle; Surface Enhanced Raman Spectrum(SERS); Pyridine (Py);thiocyanate(SCN)Written by Huang JieSupervised by Prof. Gu Ren-A金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究目 录目录中要英要第一章 绪论1§1.1光谱简介11.1.1 表面增强1.1.2 表面增强§1.2 SERS 基底的光谱的发现、发展效应机理······

12、3;·················································

13、3;51.2.11.2.21.2.3§1.3 本平板印刷法模板法纳米粒子的有序组装方法的研究目的及设想14参考文献15第二章 实验20§2.1 试剂202.1.1 试剂2.1.2 溶液的配制§2.2 仪器202.2.12.2.22.2.32.2.42.2.3常规仪器及其处理紫外-可见分光近红外光度计(UV-Vis) 透射电镜(TEM)扫描电镜(SEM)共焦显微光谱仪参考文献25第三章 金银复合基底的及其表征26§3.1 金银纳米粒子的263.1.1 金纳米粒子的3.1.2 银纳米粒子的§3.2 金银纳米粒子的 TEM 表征273.2.1 金纳米

14、粒子的 TEM 表征3.2.2 银纳米粒子的 TEM 表征1金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究目 录§3.3 金银复合基底的及其表征283.3.13.3.23.3.33.3.43.3.5硅片的硅片的活化金银纳米粒子的复合组装金银复合基底的紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱表征金银复合基底的 SEM 表征本章小结31参考文献32第四章 金银纳米粒子复合组装的 SERS 研究33§4.1 吡啶在金银复合基底上的 SERS 研究334.1.1 背景介绍4.1.2 Py 在不同激发光下的 SERS 研究§4.2 硫化钠在金银复合基底上的 SERS 研究384.2.

15、1 背景介绍4.2.2 NaSCN 的 SERS 研究本章小结41参考文献41第五章复合基底的及其表征42·········································&

16、#183;···········43§5.1纳米粒子的5.1.1 金纳米粒子的5.1.2 铂纳米粒子的复合基底的§5.2及其表征435.2.15.2.2纳米粒子的复合组装复合基底的 SEM 表征§5.3纳米粒子复合组装的 SERS 研究455.3.1 研究背景5.3.2 Py 的 SERS 研究本章小结47参考文献48作者在期间和交流的··········&

17、#183;···································49致 谢502金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论第一章 绪论§1.1光谱简介光散射是自然界最常见的现象，当一照射到介质时，大部分光被介质反

18、射或透过介质，另一部分光被介质向各个方向散射。散射包含许多形式，其中瑞丽(Rayleigh)和尔(Tyndall)两种散射光的共同点是散射频率与入射光的频率相同，即散射过程中光子能量未发生变化。1922 年发现的(Brillouim)散射，是由于介质中存在的弹性波而引起，其频率要发生变化但变化往往很小，一般在 0.10.2cm-1。同时人们在理论上到了物质对光的非弹性散射1-3。(C. V. Raman)利用灯作为灯源，研究纯苯液体1928 年，物理学家的光散射时，通过棱镜分光后人眼观察发现，在散射光中除了有与入射光频率相同的谱线外，还有与入射光频率发生位移(频率增加或减小)且强度极弱的谱线4

19、。前者即为已知的瑞丽散射光，而后者是新发现的，后来以其名字命名为散射效应，也因此而获得 1930 年度的光，该效应称为物理学奖。随后的四十年内，光谱由于在实验技术上存在许多而导致其发展缓慢。随着仪器设备的不断发展和更新，光谱开始被有效地使用。二十世纪六十年代初，激光技术的问世给光谱带来了新的生机，很快被用作激发光源带来了光谱技术的复苏。和早期使用的弧灯相比，激光具有输出功率大且能量集中、单色性和相干性能好，几乎是线偏振等优点5。而且分光元件和检测设备的改进激发了光谱的快速发展，如高分辨率、低杂散光的双联和三联光栅单色仪以及高灵敏度的光电倍增管的研制都极大地促进了光谱的发展和应用，特别是光谱仪和

20、计算机的联机大大简化了光谱的和数据分析处理。七十年代初，激光器的发展进一步促进了光谱技术的发展和应用。激光器的多谱线输出和可调谐激光器的连续谱线输出，对在很大光谱范围内有吸收的样品，可以十分方便地选择合适的激发线进行光谱的测量。而全息光栅，1金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论光电多通道检测器等设备的发展使光谱的检测变得十分容易。七十年代中后期，表面增强光谱的发现为光谱在表面科学领域中的应用提供了契机。在随后的几十年中，许多光谱科学家致力于表面增强光谱机理及应用的研究。直到现在，它仍然是光谱研究中的一大热点。1.1.1 表面增强光谱的发现、发展Fleischmann 等人于

21、1974 年对光滑银电极表面进行粗糙化处理后，首次获得了吸附在银电极表面上吡啶的高质量的光谱。但遗憾的是，他们对于这一的光学增强现象的解释仅仅归因于电化学粗糙化处理后电极表面积增加因而可检测到的吸附6。直到 1977 年，Van Duyne 等以及 Creighton 等几乎同时敏感的不能简单地将如此巨大的增强作用归因于表面积的增加。他们进行了详细的实验和理论计算，发现即使银电极表面仅经过轻微的粗糙化处理，使表面积约增加 10 倍，同样可获得强的表面增强光谱，经计算吡啶信号被增强了六个数量级，他们认为在电极粗糙化的表面必然存在某种物理效应，这种效应称为表面增强散射(Surface-enhanc

22、ed Raman Scattering，SERS)，所得的光谱称为表面增强光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy，SERS)7，8。这一惊人的发现引起了化学和物理学家的极大，使其实验和理论研究的开展空前活跃，特别在表面科学领域得到极大的应用9-14。自从 SERS 发现至今以经过了大量的实验和理论研究，人们归纳得出 SERS 效应具有以下一些特点12，14。1.被检测到他们的 SERS 信号，但它们各自的增强因子不相同。在许多电化学氧化还原粗糙的贵金属 Au、Ag、Cu 表面可获得 106 的增强效应；在 Li、Na、K、Al 等自由电子面也能观察到 SE

23、RS 效应。许多过渡面也表现出弱的增强效应，如 Pt、Ni、Co、Fe、Pd 等。产生 SERS 效应的前提条件是表面进行粗糙化处理。具有 SERS 效应的面存在两种类型的粗糙度，一是亚微观尺度，表面粒子的粒径为 10-200nm，二2.是微观尺度的粗糙表面，如表面络合物、吸附原子、吸附原子簇等在几个原子大小，被称为 SERS 活性位。这两种表面粗糙度各自对表面增强效应的贡献不同，通常认为作为活性位的微观粗糙度对SERS 增强因子的贡献一般为10-103。2金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论3. SERS 具有极高的表面灵敏度，吸附在同时它还具有长程增强作用，在离开面的第一

24、层获最大的增强，面数十埃乃至十纳米的距离内增强作用。但是这类增强作用随距离的增加而呈指数降低，且与金属的表面相貌，物理性质以及吸附与金属的作用有关。4. 大量吸附在面的表现出 SERS 效应，但是不同的增强效应不同，如具有相近极化率的 CO 和 N2 在相同实验条件下获得的表面信号强度前者是后者的 200 倍，这和吸附(离子)的增强因子较低。(离子)与表面的成键方式有关。一般物理吸附的5. SERS 谱峰的相对强度以及频率和本体的常规光谱存在较大的差别。在电化学体系中，SERS 谱峰的强度和频率与所加电极电位密切相关，电位对于同一不同振动模式的影响也可能不同；SERS 谱峰强度随电位变化曲线常

25、出现一极大值，并且该极大值可能随激发光波长的变化而发生位移。6. 在常规粗糙化的中被放宽，许多面，SERS 谱峰是完全退偏振的。选律在 SERS 效应活性的振动模式在SERS 光谱中也能被检测到，并且 SERS谱峰强度随激发光波长的变化偏离正常散射强度与 w4 成正比关系。7. 在具有 SERS 效应的粗糙表面欠电位沉积极少量的非 SERS 活性Pb、Tl等会导致 SERS 效应的减弱和淬灭，SERS 活性位也可能随外界条件，如电极电位、升降温等过程的变化而不可逆的消失，但经过再次粗糙后可重新获得 SERS活性。上世纪九十年代末期，SERS 的研究取得了高了 SERS 的检测灵敏度，将其提升为

26、新兴的单性的进展。一方面，极大地提科学的检测之一。在具有一定的银溶胶纳米粒子表面获得的增强因子为 1014-1015，如此高的增强效应有助于我们研究吸附在单个溶胶颗粒表面的单个的光谱，这有利于拓宽 SERS 的应用范围，并为深入了解 SERS 增强提供了重要信息。另一方面，将 SERS 从贵面拓宽至具有实际应用价值的过渡面也极大地推动了SERS 的发展。此外，随着纳米科技的快速发展，新型 SERS 基底已经成为可能，纳米粒子自组装和周期性纳米结构及其为 SERS 提供了表面相对确定的活性基底，推动了 SERS 机理的实验和理论研究。3金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论1.1

27、.2 表面增强效应机理尽管 SERS 发现已过去三十多年了，SERS 基底的也不断的完善，其应用范围亦被不断的拓宽，但是对许多实验现象的解释仍存在许多，目前普遍认为存在电磁场增强效应(EM)和化学增强效应(CT)两种机理，而且前者的实验和理论研究远多于后者14-16。1. 电磁场增强效应电磁场机理(EM)是一种物理模型。它认为具有一定表面粗糙度的类自由电子底的存在，使得入射激光在表面产生的电磁场较大的增强，由于散射强度与所处光电场强度的平方成正比，因此极大的增加了吸附在表面的分子产生散射的几率，从而提高检测到的表面强度。电磁场增强机理的模型主要有表面等离子共振(Surface Plasma R

28、esonance)，避雷针效应(Lightning Rod Effect)，镜像场作用(Image Field Effent)等几种。在这些物理模型中，表面等离子体共振模型在理论和实验上都研究得比较多。该模型认为，当粗糙化的底表面受到光照射时，面的等离子体被激发到高的能级而与光波的电场耦合，并发生共振，使面的电场增强，产生增强的散射。迄今为止能产生表面等离子体共振的金属主要有贵金属银、金和铜以及碱金属等自由电子金属，其表面增强因子与面本身的光学性质、表面粗糙颗粒的和密度有关，而且入射光子能量也可影响等离子体共振的产生。2. 化学增强机理在研究过程中发现还有许多无法用电磁场增强模型合理解释的实验

29、现象，归纳起来主要有以下几个方面：（1）对于同一 SERS 活性基底，不同的吸附表现出不同的增强效应。即使是同一，不同的振动模式的增强因子也不同.（2）SERS 光谱和常规光谱相比，发现部分谱峰的相对强度发生明显的变化，如六氟苯在膜表面的信号位于 1650 cm-1 左右的环伸缩振动谱峰最强，而在其常规谱中该振动谱峰很弱，同样吡啶在面吸附也表现出相似的现象16。（3）当以多层吸附在面时，表面第一层的增强因子约为其它层的 100 倍左右17，18。4金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论（4）实验证明只有当吸附以化学成键或形成表面络合物的方式吸附在金属表面才可能表现出非常高的增强

30、因子。吸附在某些特殊的活性位上才产生SERS 信号，一些实验表明在基底上只存在少量的表面活性位19-25。并且部分活性位在经历的电位变化而不可逆的消失26。（5）电化学体系中，吸附的 SERS 强度往往是所加电极电位的函数，对许多吸附物种来说，SERS 强度都会随电极电位的变化而出现最大值，并且该最大w4值会随激发光波长的变化而位移27-30；SERS 谱峰强度和激发线波长不遵从规则31，32。以上这些实验现象都说明了除了电磁场增强作用以外，还存在其他的增强效应。为了更好的解释以上特殊现象，SERS 科学家们提出了化学增强机理。化学增强机理中最重要的就是电荷转移机理(CT)。CT 机理认为，当

31、一吸附到底表面时，能产生新的激发态，形成新的吸收峰。当波长合适的激发光照射到金属表面时，电子可从金属的能级附近共振跃迁到吸附或从吸附共振跃迁到，从而改变了的有效极化率，产生 SERS 效应。目前认为 CT 机理增强对整个 SERS 增强因子的贡献为 1-2 个数量级，远比 EM 增强的贡献小。至今还没有一个完善的理论可以解释所有 SERS 的实验特性，但现在大多数的研究者认为这两种因素可能同时起作用，它们对 SERS 产生的相对贡献随体系的不同而不同。随着 SERS 以及相关技术的快速发展，准确而又全面地认识增强机理的条件逐步完善，如单晶表面 SERS 光谱的获得，适于单检测的具有因子的纳米银

32、溶胶粒子的，过渡面弱 SERS 效应的发现以及具有模型功能的金属有序纳米粒子基底的，量子理论计算的不断引入和完善等使 SERS 机理逐渐，它们为 SERS 提供了更丰富的信息，有助于我们更清楚的了解其本质。§1.2 SERS 基底的随着纳米科学的迅速发展，金属纳米粒子以其独特的性能已被广泛应用于各学科的研究，由此发展起来的纳米物理、纳米化学、纳米材料和纳米电子学等新兴领域已经成为十分活跃的前沿研究方向33，34。金属粒子的纳米化使其具有了许多独特的物理和化学性质，其中包括：可逆金属/绝缘体电子跃迁、共振隧道效5金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论应及协同效应等35-

33、38。金属纳米粒子有序化、结构化无疑是深入研究这些独特现象的有效途径，为此金属纳米粒子的有序阵列组装和结构等方面最近已成为各国科学工作者研究的热点39-42。自从 SERS 现象发现以来，人们对 SERS 产生的机制已做了大量的研究，提出电磁增强和化学增强两种机理。两种机理都表明 SERS 的产生与底的本质及表面微细结构有密切关系。人们对 SERS 产生的本质缺乏明确、统一的认识，对电磁增强和化学增强的相对作用仍存在争议，理论亦全成熟。造成上述现象的除了 SERS 理论本身的复杂性以外，从实验的角度看也是由于增强活性体系的结构难以，不能随心所欲地出理论模型所需要的各种结构形式。因此，近年来为推

34、进 SERS 研究，人们在这一方面进行了一系列努力，采用的诸多新技术、新方备结构更加可控的活性体系。其中以组装技术、纳米粒子组装技术与纳米技术最具有代表性，也最具有应用潜力。组装体(Molecular Assemblies)是由若干个子体系形成的特殊体系，具有稳定的微观组织和结构。如单层、膜、囊泡、胶束、介晶43-45等。这种间的弱相互作用。这种组装体具有复杂的结构和组装体的形成是基于与独特的功能。它们广泛存在于生命物质中，往往是生命现象的基本单元。由于其具有识别、催化和传输等功能，也为开发新的信息和功能材料与器件提供了十分的前景。目前对组装体的研究着重在组装体的结构与性质、组装过程、间弱相互

35、作用的本质和规律。利用组装技术可以形成单层或多层有序膜，在界面结构的设计中占有十分重要的地位。有序膜因其独特的结构，在 SERS 研究中有两个重要的应用，一是作为空间层(spacer)来散射中心与面的距离，二是作为表征 SERS 活性基底的 Raman 探针。纳米粒子组装技术是以纳米粒子为结构单元，通过各层次的结构设计，并结合化学修饰技术，对组成单元之间的相互作用加以利用或者对其进行主动操控，从而构筑具有崭新功能和特性的二维、三维等高级结构的技术。从概念上讲，纳米粒子组装包括两方面的含义：一是以纳米粒子为结构单元，这意味着纳米粒子组装体系具有纳米粒子的特性；二是纳米粒子是组装起来的，即纳米粒子

36、的组装是纳米粒子的组织化、结构化，可能由此带来一系列新的物理化学性质。从 SERS研究的角度来看，纳米粒子组装体系具有粒子、间距都可控的优点，这为解6金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论决传统方法所遇到的基底结构可控性问题提供了比较理想的模型体系。它的突出优点是可控性好，体现在纳米粒子一致、粒子以亚单层形式排列、粒子间距可调。此外这种方法还有简便、成本低、重复性好、的基底几何形状不受限制、易于表征、稳定性好等一系列优点。单粒子、单光谱研究是目前比较活跃的领域，纳米粒子组装技术还是目前研究单粒子、单光谱的有效途径之一。从 SERS 电磁增强角度看，单粒子 SERS 是最基本、最

37、重要的模型体系，对SERS 机理研究具有十分重要的意义。结合纳米粒子组装技术与超高空间分辨光谱 (如近场 Raman 光谱)技术，从单粒子的 SERS 行为入手，可以为最终揭开 SERS 产生之谜提供契机。利用纳米粒子组装底/自组装膜偶联层/金属纳米粒子的“三明治”结构，可研究表面粒子密度与偶联层的光谱强度的关系。将银的纳米粒子通过这种方法固定在固体基底上，使纳米粒子在基底表面上呈现均匀的亚单层分布，相互之间可以足够靠近但不至于发生，这样构造出的二维组装体系可以作为一种较为理想的 SERS 活性基底，用以研究光谱增强机理和微量成分的测定。纳米粒子二维组装体系具有粒子间距都可控的优点，可以为表面

38、增强与基底微结构相互关系的研究提供一个比较理想的模型。尽管利用纳米粒子组装的方法能够可控性较好的 SERS 活性基底，但现阶段仍然无法做到随心所欲地体系的结构参数，特别是在粒子间距方面尚具有很大的随机性。相比而言，基于扫描探针显微技术(SPM)的纳米技术则具有明显的优点：1)子阵列；2) 通过可以进行逐点，既可以获得单粒子样品，也可以获得多粒粒子的、形状；3) 利用条件可以的方法可以粒子的间距，从而能够在单粒子行为的基础上进一步粒子间相互作用对 SERS 的影响。常见的基底方法有溶胶法、金属电极的电化学氧化还原法、高真空沉积法、化学法、以核壳结构的纳米材料做 SERS 基底、机械法等。如：Cr

39、eighton 发现银和金胶体粒子的吸附呈现出 SERS 效应46-48利用各种电化学方法得到了一系列过渡金属(Pt、Rh、Fe、Co、Ni 和 Pd)表面上各种吸附的 SERS信号，基本上解决了 SERS 技术从币族金属到过渡金属的拓宽问题49-53；Zayat54上用三氯醋酸还原 AgNO3，后经过紫外光照射，加热到 600就可制在石英7金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论得稳定的银纳米粒子；Yang55用化学镀的方法用甲醇还原制得纳米粒子；Otto 等人和 Schultz 等人利用机械抛光法获得了具有 SERS 活性的面56，57。所有的方法一个共同的特点，就是的基底的

40、均匀性差。以上基底有一定的应用价值，但是它不是万能的，它给 SERS 的理论计算带来了，因为理论计算以理想的模型为基础，理论计算中要求每个粒子的大小形状及粒子间的相对位置都是确定的，因此要求基底是高度有序的。为了把实验和理论起来，就要规则的 SERS 基底以便提供接近理想的模型以检验 SERS 机理。下面重点介绍一下有序 SERS 基底的方法。有序的 SERS 基底的这三类方法。方法包括平板印刷法、模板法和纳米粒子的有序组装1.2.1 平板印刷法Liao 等人利用微电子工艺中的微技术，先在硅基底上通过等离子体刻蚀等方备二维的大小均匀(直径约 100 nm，高度约 500 nm，间距为 300

41、nm)的规则柱状二氧化硅，然后以一定的方向蒸镀金属银，最后得到了直径约为 100nm 的呈二维规则排列的孤立的银颗粒的 SERS 活性基底。这种有序的活性基底特别适合于作为 SERS 效应理论研究的模型58。由于光的衍射、散射等效应以及用来制造透镜和掩膜板的材料的影响，光刻技术可以制造的最小受到严重的限制，从理论上讲，光刻技术的极限可以达到所用光波长的 1/259，但由于光的衍射作用，实际的极限通常只是接近光的波长本身。可见使用短波长的光源可以提高光刻的精度，因此为了能更小的微结构，近年来人们对光刻技术的光源作了不断的改进和发展，采用了诸如深度紫外光(deep UV)、极度紫外光(extrem

42、e UV)、软 X 射线(soft X-ray)等新光源，使得光刻技术的精度得以不断提高。但 100 nm 的精度极限始终是光刻技术难以的瓶颈。而且随着制造精度的每次降低，制造的成本也急剧上升，尤其当精度接近 100 nm 时，费用更是惊人。基于以上种种在必行。，发展新的刻蚀方法势为了克服 100 nm 这个光刻的限制，科学家们发展了刻蚀和粒子束刻蚀的方法。这两种技术精度高，可有序的纳米点阵结构，但这两种技8金属纳米粒子复合组装及其表面增强光谱研究第一章 绪 论术所用设备昂贵，且速度慢，效率低。为了克服以上缺点，后来又发展了纳米压印技术(Nanoimprinting)。这种技术操作简单，方便快捷，不需要复杂昂贵的大型设备，可以在普通很容易地展开，可多次使用，降低制作成本。虽然通过平版印刷以及蒸镀技术可以具有不同大小，间距，深度的有序纳米金属结构。但是由于过程中的一些物理