科技前沿近日，中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發(fā)中心研究員陳大鵬課題組與中北大學教授熊繼軍課題組合作，在表面增強拉曼(SERS)生化檢測研究領域取得了階段性進展。科研人員提出一種基于納米森林的超疏水高粘附基底用于分子的雙重富集，所制備的3D結構的金/銀納米雜化結構能很好地將待測物分子限制在“熱點”處，從而實現(xiàn)分子富集與雜化結構的有效融合。所制備的SERS基底可實現(xiàn)超低濃度分子的檢測，且對混合農(nóng)藥具備特異性檢測能力。這種基底的研制為多組分檢測提供了新的思路。
 圖1.基于3D Au/Ag-NCF納米雜化的SERS器件的制備工藝
 　　采用課題組開發(fā)的納米森林，以金納米顆粒為掩膜進行二次刻蝕，在納米森林頂端形成3D“金納米籠”，再通過濺射銀顆粒形成3D金/銀納米雜化結構。雙金屬結構不同局域表面等離子共振(LSPR)模式的耦合, 使之具備等離激元多重雜化特性。由于納米雜化和復雜納米結構引起的等離子體與其他光學共振模式的多重耦合，使其能夠?qū)崿F(xiàn)電磁場的高效增強，再結合超疏水高粘附形成的分子二次富集，可以將分子濃縮在有效“熱點”處，還可以進一步提高分子檢測能力。對于孔雀石綠與福美雙分別可以實現(xiàn)10-15M與10-11M的低極限檢測，對于食品安全檢測具有應用潛力。
 圖2.不同納米結構的電磁場模擬模型及結果
 　　相關研究成果以Parahydrophobic 3D nanohybrid substrates with two pathways of molecular enrichment and multilevel plasmon hybridization(DOI: 10.1016/j.snb.2020.128357)為題，發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical上。