基于表面增强拉曼技术的爆炸物与有毒化学品检测

The detection of explosives and their associated compounds for security screening is an active area of research and a wide variety of detection methods are involved in this very challenging area. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is a powerful spectroscopy technique for detecting ionic and molecular species adsorbed on or near some roughened metal or nano-size metal particle surfaces. The key issues for the practical application of this technique are how to obtain a large-area, uniform, high-reproducibility SERS-active substrates. In the proposed project, Cap-shaped metal nanostructures will be prepared with a wet chemical reduction method by depositing metal films on the silicon nano-pyramids fabricated using anisotropic wet etching technique. The surface plasmon resonance properties and SERS activities of these nanostructures will be studied, and the effects of the different methods of chemical reduction on SERS activities of the Cap-shaped metal nanostructures will be also investigated. Using the Cap-shaped metal nanostructures substrates, the methods for detection of explosives and toxic chemicals will be explored.

爆炸物及其相关化合物的检测是一个活跃的研究领域，涉及该领域的各种检测方法都非常具有挑战性。表面增强拉曼光谱是一种非常强大的高灵敏分析技术，它可以探测和分析物质表层所吸附的各类分子，在分析检测领域具有广泛的应用前景。获得大面积、稳定性高、重现性好、增强能力强的表面增强拉曼散射（SERS）基底，是这一技术应用的关键。本项目通过碱溶液对单晶硅表面的各向异性腐蚀，在单晶硅表面制作纳米金字塔结构；以此纳米结构为模板，采用湿化学还原方法制备帽状金属纳米结构；研究所制备的金属纳米结构的表面等离子体共振及表面增强拉曼散射特性，以及不同化学还原方法对纳米结构表面增强拉曼散射特性的影响；以所制备的帽状金属纳米结构为SERS基底，探索检测痕量爆炸物和有毒化学品的方法。采用表面增强拉曼技术，开展对痕量爆炸物和危险液体的检测研究。

爆炸物及其相关化合物的检测是一个活跃的研究领域，涉及该领域的各种检测方法都非常具有挑战性。表面增强拉曼光谱是一种非常强大的高灵敏分析技术，它可以探测和分析物质表层所吸附的各类分子，在分析检测领域具有广泛的应用前景。获得大面积、稳定性高、重现性好、增强能力强的表面增强拉曼散射（SERS）基底，是这一技术应用的关键。本项目通过碱溶液对单晶硅表面的各向异性腐蚀，在单晶硅表面制作了纳米金字塔结构；以此纳米结构为模板，采用湿化学还原方法制备帽状金属纳米结构；研究了所制备的金属纳米结构的表面等离子体共振及表面增强拉曼散射特性，以及不同化学还原方法对纳米结构表面增强拉曼散射特性的影响；以所制备的帽状金属纳米结构为SERS基底，探索了检测痕量爆炸物和有毒化学品的方法。采用表面增强拉曼技术，开展了对痕量爆炸物和危险液体的检测研究。