1.一种半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,所述的基底包括:
半球孔阵列支撑衬底;
金属薄膜层,设置在所述衬底的一侧;
具有锥形孔的有机介电层,设置在所述金属薄膜层远离所述衬底的一侧;以及设置在锥形孔里的金属纳米球颗粒;
其中,所述金属薄膜层的表面可以激发传播表面等离子体共振效应,所述金属纳米球颗粒可以激发局域表面等离子体共振效应,局域表面等离子体共振效应和传播表面等离子体共振效应可以相互耦合提升电场增强效果,同时半球孔阵列和锥形孔的特殊结构可以进一步协同增强局部电场。
2.根据权利要求1所述的半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,所述的半球孔阵列支撑衬底的材料是硅基材料,包括单晶硅、多晶硅、二氧化硅或硅基复合材料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,所述
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的半球孔阵列支撑衬底的半球孔阵列的曲率范围是5×10~10m 。
4.根据权利要求1所述的半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,所述的金属薄膜层的材料是Ag或Au中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,所述的有机介电层厚度为40‑55nm,包括有机基底以及分散在所述有机基底中的介电增强材料,所述有机基底的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、硅氧烷中的一种或多种,所述介电增强材料是氧化铝、氮化硼和硅氮化物陶瓷材料中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,所述的有机介电层上的锥形孔的高度为40‑55nm。
7.根据权利要求1所述的半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,所述的金属纳米球颗粒的金属元素是Ag或Au中的一种或多种,金属纳米球形颗粒的直径为5‑
10nm。
8.根据权利要求1‑7所述的半球孔金属纳米复合结构阵列的SERS基底,其特征在于,制备方法包括以下步骤:通过电子束光刻技术在衬底上制备半球孔阵列,提供半球孔阵列支撑衬底;
在所述衬底的一侧制备金属薄膜层;
将介电增强材料和有机基底混合后,喷涂在所述金属薄膜层远离所述衬底的一侧,形成有机介电层;
在有机介电层通过光刻法形成锥形孔;
将金属纳米球颗粒前驱体和由半球孔阵列支撑衬底、金属薄膜层和有机介电层组成的复合衬底混合,并进行后处理,在所述有机介电层远离所述金属薄膜层的一侧的锥形孔里形成金属纳米球颗粒,形成所述SERS基底。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,形成所述金属薄膜层进一步包括:采用磁控溅射法在半球孔阵列支撑衬底上蒸镀上金属薄膜,膜层生长速率为0.05‑0.2nm/s,形成的所述金属薄膜层的厚度为100‑200nm;进行所述镀膜后,对所述金属薄膜层进行等离子体清洗处理。