一种高密度Ag纳米柱表面增强拉曼散射衬底的制备方法

摘要

本发明涉及一种高密度Ag纳米柱表面增强拉曼散射衬底的制备方法，包括：在基片上制备Ag金属膜；对具有Ag金属膜的基片进行退火，得到具有Ag纳米半球模板的基片；以及将具有Ag纳米半球模板的基片倾斜放置在蒸镀腔室内，通过电子束蒸镀在所述Ag纳米半球模板上生长高密度Ag纳米柱状结构，得到所述SERS衬底。制备得衬底具有丰富活性位点的纳米柱状结构且柱状结构分布均匀。

说明书

技术领域

本发明涉及激光拉曼光谱和致癌物检测技术领域，具体涉及一种高密度Ag纳米柱表面增强拉曼散射(SERS)衬底的制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface Enhancement Raman Scattering,SERS)是一种高灵敏度光谱分析方法，可以无损检测和识别特征分子的化学结构。SERS技术有很多独特的优越性，能够提供快速便捷的定性半定量分析，被广泛应用在食品安全、催化、电化学和生物科学等领域。其原理是吸附在贵金属SERS衬底上的分子的拉曼散射信号会得到极大的增强，增强机理有远程的电磁增强和近程的化学增强，电磁增强是指金属表面激发出的局域表面等离激元(Local Surface Plasmon Resonance，LSPR)产生强大电磁场来实现拉曼信号的增强；化学增强是指通过金属基底与吸附在其表面的待测分子发生化学作用或电荷转移而实现拉曼信号的增强，一些致癌物的检测就可以使用SERS技术进行分析。

理想的SERS活性衬底具有制备方法简单、增强效果好、均匀性好、使用寿命长等特点。常见的制备SERS衬底的方法有：化学法制备多种形貌(球形、四面体、八面体、核壳结构、星型等)的贵金属溶胶纳米颗粒，将负载有贵金属纳米颗粒的基片作为衬底；光刻法制备贵金属纳米阵列或者直接镀制一定厚度的贵金属膜。目前应用最为广泛的银/金溶胶纳米颗粒具有较强的SERS效应，但容易团聚导致稳定性和重复性较差；光刻法制备贵金属纳米阵列均匀性好，尺度可控，但复杂的制备流程使得其难以实际应用；贵金属膜单一的岛状结构形成的“热点”(表面电子分布会较为密集，形成较强的局域电场，对SERS信号的增强极为重要)数量较少，不能实现更强的SERS效果。基于种种考虑，开发出一种简单易行、表面均匀、增强效果理想的SERS衬底很有必要，这在痕量物质的检测方面有着很重要的应用价值。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，本发明的目的在于提供一种SERS衬底的制备方法，从而能更加简便制备出具有大量“热点”的贵金属纳米阵列结构，改善传统贵金属SERS衬底的缺点。

在此，本发明提供一种SERS衬底的制备方法，包括：

在基片上制备Ag金属膜；

对具有Ag金属膜的基片进行退火，得到具有Ag纳米半球模板的基片；以及

将具有Ag纳米半球模板的基片倾斜放置在蒸镀腔室内，通过电子束蒸镀在所述Ag纳米半球模板上生长高密度Ag纳米柱状结构，得到所述SERS衬底。

本发明通过在基片上制备银金属膜，将Ag金属膜快速退火得到具有一定尺寸的半球形纳米结构模板，将制得的具有模板结构的基片倾斜放置在蒸镀腔室内，采用电子束蒸发的方式生长出高密度Ag纳米柱状结构。由于熔融的液态Ag与基片润湿性较差，将Ag金属膜快速退火，降温重结晶过程中可得到Ag纳米半球结构。通过在由快速退火形成的Ag纳米半球模板上生长高密度Ag纳米柱状结构，可以制备出取向偏差较小，纳米柱尺寸可控的Ag纳米柱。由于相邻Ag纳米柱之间、Ag纳米柱与底层形成的Ag薄膜之间存在的等离子体相互作用引起局域电场增强，这也是形成大量“热点”的原理。当分析物有效吸附于的“热点”位置，在激发光作用下分析物的拉曼信号会得到进一步放大，这是SERS衬底电磁增强作用的结果。本发明的方法使用具有高SERS活性的Ag作为原料，联合使用了镀膜制备技术和快速成型的退火技术，能够制备出大面积、均匀、可控、超灵敏的SERS衬底。制备得衬底具有丰富活性位点的纳米柱状结构且柱状结构分布均匀。本发明所采用的技术具有成熟稳定的特点，能够制备出符合理论研究和实际使用需求的高活性SERS衬底。

可通过蒸发镀膜的方法在基片上制备Ag金属膜。在一个示例中，通过蒸发镀膜的方法在基片上制备Ag金属膜，可以包括：将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，使用熔融状态的Ag作为蒸镀源，电流逐渐稳定在100-150mA范围，镀膜速率也逐渐稳定在设置的0.2-0.4nm/s。此时，该熔融状态的Ag可以是将预熔Ag颗粒得到的Ag块体加热至熔融状态而得，其中Ag颗粒的纯度可以为99.99％以上。

Ag金属膜的厚度可以为5-25nm。可以通过控制Ag金属膜的厚度调控后续得到的Ag纳米半球的尺寸，大致的半球形纳米结构与膜厚的关系可表示为：d＝3k²h/π(其中d为纳米半球直径，k＜1，h为初始膜层厚度)。

较佳地，退火的升温速率为20-50℃/s，在300-600℃保温1-5分钟。

较佳地，退火的气氛为真空或者惰性气体，即抽真空或者通惰性气体如氮气保护。降温的方式例如可以为自然降温。

可以利用将Ag颗粒预熔得到的Ag块体在基片上制备Ag金属膜，Ag颗粒的纯度可以为99.99％以上。例如通过蒸发镀膜的方法在基片上制备Ag金属膜时，可使用电子枪点熔Ag块体至熔融状态。

Ag纳米半球模板的Ag纳米半球直径可以为20-100nm。将Ag纳米半球模板作为倾斜生长Ag纳米柱的模板。

较佳地，制备高密度Ag纳米柱状结构时，基片与水平方向的夹角为20-50°。蒸镀过程中，可将基片以0.2-0.5r/s旋转，使得基片表面各个位置生长均匀。

电子束蒸镀的工艺参数可以为：真空度为10^-4Pa以下，蒸镀源为熔融状态的Ag，电流为100-150mA，蒸发速率为0.3-0.5nm/s。镀制的厚度(镀膜过程中显示的厚度)在25-150nm。上述熔融状态的Ag可以是将预熔Ag颗粒得到的Ag块体加热至熔融状态而得，其中Ag颗粒的纯度可以为99.99％以上。

基片可以为硅片(抛光硅片)、碳化硅基片及导电玻璃等。

可以对基片进行一定的预处理。例如，对基片进行简单地清洗、擦拭处理等。

本发明还提供一种由上述方法制备得到的SERS衬底，高密度Ag纳米柱状结构的Ag纳米柱的长度可以为50-250nm，相邻的Ag纳米柱之间的距离可以为10-20nm，Ag纳米柱与基片之间的夹角可以为35-75°。Ag纳米柱直径可以为30-150nm。

附图说明

图1为基片表面蒸镀一层厚度为10nm的金属银后的SEM图；

图2为镀银基片在500℃条件下快速退火5分钟形成的半球结构的截面图；

图3为镀银基片在500℃条件下快速退火5分钟形成的半球结构的俯视图；

图4为利用银纳米半球模板蒸镀金属银后形成的纳米柱状结构SEM图；

图5为制得的Ag纳米柱结构和“热点”示意图；

图6为本发明的SERS衬底的制备方法的示意图；

图7为0.1moL/L的结晶紫溶液滴在硅片上测得的拉曼光谱图，其中520cm^-1的拉曼峰为使用硅片的拉曼峰。测试条件：0.8mW的激光，2(曝光次数)×0.2s(曝光时间)；

图8为10^-6moL/L的结晶紫溶液滴在制备的SERS衬底上测得的SERS图谱。测试条件：0.8mW的激光，2(曝光次数)×0.2s(曝光时间)。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明公开了一种高密度Ag纳米柱表面增强拉曼散射(SERS)衬底的制备方法。本发明通过蒸发镀膜方法在基片上镀制银金属膜，控制镀膜厚度在5-25nm之间；将银金属膜快速退火(例如将制备出的镀银基片置于真空/通氮气保护的快速退火炉中)，控制升温速率和保温时间，退火得到一定尺寸的半球形纳米结构模板，该纳米结构的形成与膜层厚度有关；将制得的具有模板结构的基片倾斜放置在真空蒸镀腔室内，控制倾斜角度，采用电子束蒸发的方式沿着模板的阴影结构生长出高密度Ag纳米柱状结构。另，“模板的阴影结构”是指具有遮挡Ag蒸气原子绕射，容易形成一定的柱状取向结构。所制备得衬底具有丰富活性位点的纳米柱状结构且柱状结构分布均匀。本发明选取了具有高SERS活性的Ag作为原料，联合使用了镀膜制备技术和快速成型的退火技术，能够制备出大面积、均匀、可控、超灵敏的SERS衬底。本发明所采用的技术具有成熟稳定的特点，能够制备出符合理论研究和实际使用需求的高活性SERS衬底。

以下，示意性说明本发明的高密度Ag纳米柱表面增强拉曼散射(SERS)衬底的制备方法。图6为示意性本发明的SERS衬底的制备的一例的图，图中1为基片，2为镀银基片，3表示经过快速退火后形成的金属纳米半球模板，4为二次蒸镀(当通过蒸发镀膜的方法在基片上制备Ag金属膜时，可将Ag金属膜的蒸镀称为一次蒸镀，将生长Ag纳米柱的蒸镀称为二次蒸镀)所用的盛放有银块体的石墨坩埚，5为在倾斜放置半球模板上生长Ag纳米柱的示意图。如图6所示，本发明的高密度Ag纳米柱SERS衬底是在基片上镀制Ag金属膜后快速退火构造出Ag纳米半球模板，在Ag纳米半球模板上取向生长Ag而得到。

首先，在基片上制备Ag金属膜。可通过蒸发镀膜方法在基片上蒸镀或溅射Ag金属膜。在一个示例中，通过蒸发镀膜的方法在基片上制备Ag金属膜，可以在蒸镀金属膜工艺中，先将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中的Ag块体至熔融状态，打开挡板，电流逐渐稳定在100-150mA范围，镀膜速率也逐渐稳定在设置的0.2-0.4nm/s。可通过对银颗粒(例如纯度为99.99％以上的圆柱银颗粒)进行预熔处理得到蒸镀所需的银块体，即蒸镀使用的Ag膜料可以是预熔纯度高于99.99％的Ag颗粒而得。

使用的基片可以为硅片(抛光硅片)、碳化硅基片、导电玻璃等。可以对基片进行一定的预处理。可对基片进行简单地清洗、擦拭处理等，例如将固定尺寸的抛光硅片或导电玻璃依次用去离子水、乙醇、丙酮清洗，用无纺布擦干，平行固定在镀膜设备的夹具上作为蒸镀基片。

Ag金属膜的厚度可以控制在5-25nm。Ag金属膜的厚度为5-25nm时，镀膜厚度较易控制，形成的结构存在纳米尺度的间隙，而纳米尺度的间隙对Ag周围电场的增强有利。可通过控制Ag金属膜的厚度，调整后续生成的Ag纳米半球模板的Ag纳米半球尺寸，大致的关系可表示为：d＝3k²h/π(其中d为纳米半球直径，k＜1，h为初始膜层厚度)。

接着，将银金属膜快速退火，降温得到银纳米半球模板(制备贵金属纳米半球)。例如可通过将制备出的镀银基片置于真空/通氮气保护的快速退火炉中进行高温处理，控制升温速率和保温时间，退火得到具有一定尺寸的半球形纳米结构模板，如上所述该纳米结构的形成与膜层厚度有关。升温速率可以为20-50℃/s，在300-600℃保温1-5分钟，降温得到半球形银纳米结构模板。升温速率为20-50℃/s时，具有升温速率快，能在极短时间使Ag快速达到熔融状态的优点。通过快速退火可以熔融的Ag快速成核，并且由于熔融Ag与基底润湿性较差，反而能形成半球状的特殊结构。快速退火的气氛可以为真空或者惰性气体，即抽真空或者通惰性气体如氮气保护以排掉炉中的空气。降温的方式例如可以为自然降温。总的来讲，由于熔融的液态Ag与基片润湿性较差，将Ag金属膜快速退火，降温重结晶过程中可得到Ag纳米半球结构。

制备的纳米结构Ag半球直径可以在20-100nm。Ag半球直径在20-100nm时，具有形成相应尺度的纳米结构模板的优点。如上所述，可通过控制Ag金属膜的厚度，调整Ag纳米半球模板的Ag纳米半球尺寸。将Ag纳米半球模板作为倾斜生长Ag纳米柱的模板。

接着，在Ag纳米半球模板上蒸镀银金属，得到Ag纳米柱状结构。具体地，将具有Ag纳米半球模板的基片倾斜放置在蒸镀腔室内，以制得的银纳米半球模板为基底，通过电子束蒸镀在所述Ag纳米半球模板上生长高密度Ag纳米柱状结构。通过将基片倾斜放置，可以调整所形成的纳米柱之间的间隙大小，这对形成高密度纳米柱结构有很大效果。蒸镀金属银时倾斜的角度可以为20-50°。这里，“倾斜的角度”是指基片与水平面之间的角度为20-50°。倾斜角度为20-50°时，能够有效控制Ag纳米柱的生长方向，对形成紧密排列的纳米阵列有很大作用。蒸镀过程中，可将基片以0.2-0.5r/s旋转。

电子束蒸镀的工艺参数可以为：真空度为10^-4Pa以下，蒸镀源为熔融状态的Ag，电流为100-150mA，蒸发速率为0.3-0.5nm/s。另，这里的蒸发速率是沉积到基片上的厚度与时间的比值，主要可通过晶振片来监控。上述熔融状态的Ag可以是将预熔Ag颗粒得到的Ag块体加热至熔融状态而得，其中Ag颗粒的纯度可以为99.99％以上。Ag颗粒的纯度为99.99％以上时，可避免引入杂质对蒸发过程和重结晶过程产生不利影响。可使用电子枪点熔Ag块体至熔融状态。在一个示例中，将基片倾斜放置在镀膜设备的夹具上，将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中的Ag块体至熔融状态，打开挡板，电流逐渐稳定在100-150mA范围，速率也逐渐稳定在设置的0.3-0.5nm/s。镀制的厚度可以在25-150nm。这里，“镀制的厚度”是指电子束蒸发的过程的设置和显示厚度。

由此，得到高密度Ag纳米柱表面增强拉曼散射(SERS)衬底。Ag纳米柱的长度可以为50-250nm。Ag纳米柱的长度为50-250nm时，能形成设计的Ag纳米柱结构，这种含有一定间隙的纳米结构之间的电场能够实现耦合增强的作用。相邻的Ag纳米柱之间的距离可以为10-20nm，Ag纳米柱与基片之间的夹角可以为35-75°。Ag纳米柱直径可以为30-150nm。图5为银半球模板法生长得到的银纳米柱及“热点”位置示意图，如图5所示，高密度Ag纳米柱表面增强拉曼散射(SERS)衬底包括基片、岛状银薄膜(根据薄膜的成膜机制，膜料蒸气分子在基底上迁移形成岛状结构。)、“热点”、银纳米柱。

本发明的优点：

本发明的方法简便制备出具有大量“热点”的贵金属纳米阵列结构，使用具有高SERS活性的Ag作为原料，联合使用了高度可控的镀膜制备技术和快速成型的退火技术，能够制备出大面积、均匀、可控、超灵敏的SERS衬底。制备得衬底具有丰富活性位点的纳米柱状结构且柱状结构分布均匀。本发明所采用的技术具有成熟稳定的特点，能够制备出符合理论研究和实际使用需求的高活性SERS衬底。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例1

首先将真空蒸发镀膜设备抽真空至10^-4Pa，通过控制电子束电流将纯度为99.99％的圆柱银颗粒进行预熔处理得到蒸镀所需的银块体。随后将抛光的单晶硅基片依次在去离子水、无水乙醇、丙酮溶液中超声清洗15分钟，完成后用干净的无纺布擦干镀膜面朝下固定在夹具上，将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中预熔处理过的银块体至熔融状态，打开挡板，控制电流稳定在100mA，速率为0.2nm/s，镀制的厚度在25nm，制得所需的银金属薄膜。

将镀膜后的基片平放在快速退火炉中，通高纯N₂以排掉炉中的空气，设置升温速率为20℃/s，在300℃保温5分钟，随炉降温至室温，获得平均直径在100nm的银纳米半球，作为倾斜生长银金属的模板。

以制得的平均粒径为100nm的银纳米半球模板为基底，倾斜放置在镀膜设备的夹具上，倾斜角度设置为20°。将腔室的真空度抽至10^-4Pa，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中的Ag块体至熔融状态，打开挡板，电流逐渐稳定在100mA范围，速率也逐渐稳定在设置的0.3nm/s，镀制的厚度在150nm，最终纳米柱的长度在250nm。相邻的所述Ag纳米柱之间的距离为20nm，所述Ag纳米柱与所述基片之间的夹角为35°。

实施例2

首先将真空蒸发镀膜设备抽真空至10^-4Pa，通过控制电子束电流将纯度为99.99％的圆柱银颗粒进行预熔处理得到蒸镀所需的银块体。随后将抛光的单晶硅基片依次在去离子水、无水乙醇、丙酮溶液中超声清洗15分钟，完成后用干净的无纺布擦干镀膜面朝下固定在夹具上，将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中预熔处理过的银块体至熔融状态，打开挡板，控制电流稳定在150mA，速率为0.4nm/s，镀制的厚度在5nm，制得所需的银金属薄膜。

将镀膜后的基片平放在快速退火炉中，通高纯N₂以排掉炉中的空气，设置升温速率为50℃/s，在600℃保温1分钟，随炉降温至室温，获得平均粒径在20nm的银纳米半球，作为倾斜生长银金属的模板。

以制得的平均粒径为20nm的银纳米半球模板为基底，倾斜放置在镀膜设备的夹具上，倾斜角度设置为50°。将腔室的真空度抽至10^-4Pa，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中的Ag块体至熔融状态，打开挡板，电流逐渐稳定在150mA范围，速率也逐渐稳定在设置的0.5nm/s，镀制的厚度在25nm，最终纳米柱的长度在50nm。相邻Ag纳米柱之间的距离为10nm，所述的Ag纳米柱与所述基片之间的夹角为75°。

实施例3

首先将真空蒸发镀膜设备抽真空至10^-4Pa，通过控制电子束电流将纯度为99.99％的圆柱银颗粒进行预熔处理得到蒸镀所需的银块体。随后将导电玻璃基片依次在去离子水、无水乙醇、丙酮溶液中超声清洗15分钟，完成后用干净的无纺布擦干镀膜面朝下固定在夹具上，将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中预熔处理过的银块体至熔融状态，打开挡板，控制电流稳定在100mA，速率为0.2nm/s，镀制的厚度在25nm，制得所需的银金属薄膜。

将镀膜后的基片平放在快速退火炉中，通高纯N₂以排掉炉中的空气，设置升温速率为50℃/s，在300℃保温1分钟，随炉降温至室温，获得平均粒径在100nm的银纳米半球，作为倾斜生长银金属的模板。

以制得的平均粒径为100nm的银纳米半球模板为基底，倾斜放置在镀膜设备的夹具上，倾斜角度设置为50°。将腔室的真空度抽至10^-4Pa，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中的Ag块体至熔融状态，打开挡板，电流逐渐稳定在100mA范围，速率也逐渐稳定在设置的0.3nm/s，镀制的厚度在150nm，最终纳米柱的长度在250nm。相邻Ag纳米柱之间的距离为20nm，所述的Ag纳米柱与所述基片之间的夹角为75°。

实施例4

首先将真空蒸发镀膜设备抽真空至10^-4Pa，通过控制电子束电流将纯度为99.99％的圆柱银颗粒进行预熔处理得到蒸镀所需的银块体。随后将导电玻璃基片依次在去离子水、无水乙醇、丙酮溶液中超声清洗15分钟，完成后用干净的无纺布擦干镀膜面朝下固定在夹具上，将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中预熔处理过的银块体至熔融状态，打开挡板，控制电流稳定在150mA，速率为0.4nm/s，镀制的厚度在5nm，制得所需的银金属薄膜。

将镀膜后的基片平放在快速退火炉中，通高纯N₂以排掉炉中的空气，设置升温速率为20℃/s，在500℃保温5分钟，随炉降温至室温，获得平均粒径在20nm的银纳米半球，作为倾斜生长银金属的模板。

以制得的平均粒径为20nm的银纳米半球模板为基底，倾斜放置在镀膜设备的夹具上，倾斜角度设置为20°。将腔室的真空度抽至10^-4Pa，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中的Ag块体至熔融状态，打开挡板，电流逐渐稳定在150mA范围，速率也逐渐稳定在设置的0.5nm/s，镀制的厚度在25nm，最终纳米柱的长度在50nm。相邻Ag纳米柱之间的距离为10nm，所述的Ag纳米柱与所述基片之间的夹角为35°。

实施例5

首先将真空蒸发镀膜设备抽真空至10^-4Pa，通过控制电子束电流将纯度为99.99％的圆柱银颗粒进行预熔处理得到蒸镀所需的银块体。随后将抛光的单晶硅基片依次在去离子水、无水乙醇、丙酮溶液中超声清洗15分钟，完成后用干净的无纺布擦干镀膜面朝下固定在夹具上，将腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中预熔处理过的银块体至熔融状态，打开挡板，控制电流稳定在120mA，速率为0.3nm/s，镀制的厚度在10nm，制得所需的银金属薄膜，如图1所示。

将镀膜后的基片平放在快速退火炉中，通高纯N₂以排掉炉中的空气，设置升温速率为50℃/s，在500℃保温5分钟，随炉降温至室温，获得平均粒径在80nm的银纳米半球(如图2、3所示)，作为倾斜生长银金属的模板。

以制得的平均粒径为80nm的银纳米半球模板为基底，倾斜放置在镀膜设备的夹具上，倾斜角度设置为30°。将腔室的真空度抽至10^-4Pa，达到真空度后，使用电子枪点熔石墨坩埚中的Ag块体至熔融状态，打开挡板，电流逐渐稳定在120mA范围，速率也逐渐稳定在设置的0.4nm/s，镀制的厚度在100nm，最终纳米柱的长度在180nm左右，如图4所示。

浓度为0.1M的结晶紫的拉曼测试结果如图7所示(测试条件：激光波长为532nm，功率为0.8mW，2(曝光次数)×0.2s(曝光时间))，其中在1620,1553,1442cm^-1的峰对应芳香环C-C键的伸缩振动，1370cm^-1对应N-苯基反对称伸缩振动，1179,912,806cm^-1对应C-H面内反对称伸缩振动。在将制备的Ag纳米柱SERS衬底对浓度为10^-6M的结晶紫溶液进行检测(测试条件：激光波长为532nm，功率为0.8mW，2(曝光次数)×0.2s(曝光时间))，结果如图8所示。可以看出低浓度的结晶紫在Ag纳米柱上的SERS信号很强，用增强因子的计算公式：EF＝(I_SERS/I_Raman)*(C_Raman/C_SERS)可以表征所制备衬底的SERS性能，其中I_SERS和I_Raman是SERS和分析物常规拉曼散射测量的积分峰强(这里采用1620cm^-1波数处的积分强度)，C_Raman和C_SERS分别是分析物常规浓度(这里采用0.1M的结晶紫溶液作为对比)和SERS测试所使用的分析物浓度。经过计算可得EF＝2.3×10⁸，说明所制备的高密度Ag纳米柱SERS衬底能够用在痕量检测领域。