面向SERS基底微结构的针尖压痕叠加加工技术研究

发布时间：2024-05-17 14:13

　　目前,随着微纳技术的不断发展,微纳结构越来越多的应用于纳光学、微流控以及微电子学等领域。其中,微纳米结构表面可作为表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)基底,该基底已在生物分子检测、易燃物及有毒农药残留的检测等领域得到了应用。因此,如何制备出高质量、高灵敏度、高效率和高增强因子的表面增强拉曼基底是各国学者研究的重点问题。其中采用基于针尖的机械加工技术不仅能够实现复杂三维微纳结构的加工而且加工效率高、加工材料的范围广。然而,目前对于采用基于针尖的机械加工方法制备SERS基底还处于初步验证阶段,缺乏深入的理论研究和加工工艺优化。因此,针对现有的制备SERS基底的研究中存在的不足,本文从加工机理、加工工艺以及应用等方面研究基于力控制压痕方法的微纳米机械加工技术,为实现高精度的SERS基底的制备奠定基础。具体的研究内容包括以下几个方面:完成了基于力控制的微加工系统的搭建及分析。本文首先开展了基于力控制的微纳米加工装置的搭建,选用UMAC控制器、压电位移台、力传感器以及三棱锥金刚石针尖作为核心部件,在加工过程中实现了力闭环控制。其次,为了...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1在微纳结构表面上SERS现象的示意图

图1-1在微纳结构表面上SERS现象的示意图Fig.1-1SchematicvisualizaitionoftheSERSphenomena前，SERS基底已经在细菌、病毒和DNA的识别、易燃物以及有测等领域得到了应用。SERS基底的制备和应用技术已....

图1-2Cu30Mn70在0.001mol/L的HCl溶液、电压0V-0.1V通过电化学腐蚀的方法形成Cu2O的纳米立方体和纳米晶粒SEM图

第1章绪论研究。其他学者[8]在此方法的在SiO2表面加入HAuCl4溶核壳结构。如图1-3c)所示为图。

图1-5Klarite基底的SEM形貌图和截面图

图1-5Klarite基底的SEM形貌图和截面图[28]Fig.1-5SEMimageandsectionalviewofKlaritesubstrate聚焦离子束(FIB)加工技术也能够在硅表面、二氧化硅以及金属表面接制备出高精度的纳米结构，因此也被....

图1-7采用纳米压痕技术在二氧化硅膜表面上制备单点阵列基底以及转印后金字塔形结c)金字塔阵列结构的三维AFM图d)不同位置检测4-甲基苯硫酚拉曼信号图

[42]在硅片或二氧化硅膜上加工出环形、点阵结构以及微通道等微纳米结构。其中如图1-7a)所示当力20mN以及间距为5μm时，在厚度为100μm的SiO2薄膜上制备出了5×5的压痕点阵结构的三维AFM图。图1-7采用纳米压痕技术在二氧化硅膜表面上制备单点阵列基底以及转印后金字....

本文编号：3975709