基于溶致液晶制备SERS基底的拉曼光谱一致性研究

摘要

在拉曼光谱测量中,表面增强拉曼散射(SERS)基底的微纳结构表面覆盖度对光谱一致性影响严重。为此,本文重点研究表面覆盖度对光谱的影响规律,并给出消除表面覆盖度影响的方法。首先利用溶致液晶软模板制备SERS基底,并分析表面覆盖度和拉曼光谱强度的关系,得到经验公式。然后基于该关系公式,以测量光谱平均强度对应的表面覆盖度作为基准覆盖度,将所有的测量光谱强度都归集到该基准覆盖度下,从而消除表面覆盖度对光谱强度的影响。最后,验证该方法在不同SERS基底和同一基底不同测量光斑大小下的有效性。拟合及实验结果表明:拉曼光谱强度和表面覆盖度呈指数变化关系;表面覆盖度法可以将不同基底的拉曼光谱变异系数减小到约6%、不同测量光斑下基底的一致性均提升约2倍以上,且基底的光谱变异系数随光斑的增大线性减小。总之,表面覆盖度法可以显著提升SERS基底的拉曼光谱一致性,从而实现各种物质成分的定量、可靠检测,极大促进SERS基底在多个检测领域的应用。