1。4 SERS 衬底

经过科学研究得知：Au、Ag、Cu 等金属表面必须通过粗糙化处理后才具有 SERS 活性，因为 SERS 效应主要是指在纳米级尺度的粗糙表面或者粒子表面体系具有的 光学现象[14]。对分子衬底表面进行粗糙化处理是非常关键的，因为 SERS 效应和 SERS 信号强弱都是要受到分子所吸附表面形态的影响。SERS 衬底的研究一直是 SERS 问题的热点，而具有使用普遍性的 SERS 衬底它应该具备稳定抗干扰，制备 便捷，增强能力高，SERS 信号重复性好等优点。以下是几种常见的衬底制备方法。 1。4。1 金属溶胶法

自从吡啶分子吸附的表面增强拉曼信号在银溶胶上被观察到以来，金属溶胶法 已经是表面增强拉曼光谱中制备 SERS 活性衬底最为常用的方法之一。因此人们经 常会选择具有纳米级尺度粗糙表面的溶胶来制作 SERS 衬底，尤其是银溶胶的使用 更为常见。金属溶胶制备 SERS 衬底的关键是样品分子加入到溶胶中，被吸附后引 起溶胶一定程度的凝聚[15]，并且这种凝聚可通过紫外吸收光谱来表征。而另一方面，

贵金属作为 SERS 活性衬底，它的增强因子可以达到 106 倍。再后来由于 SERS 技 术逐渐兴起，在 20 世纪末人们尝试把这项光谱学技术由贵金属向其他金属发展。 金属溶胶法有很多的优点：对实验装置要求少且成本低，工艺流程易操作，稳定性 好，SERS 信号强，溶胶制备和储存都比较容易等，这些优点使得 SERS 在科学界 被广泛应用于多个领域。

尽管金属溶胶法有很多优点，但它的缺点也不容忽视，比如说制备方法要求吸 附分子必须是可溶性的，这样在吸附分子的选择上就有一定的限制。另外不同实验 对胶体颗粒的尺寸、形状、表面形貌等初始条件都不相同，这也就导致了胶体在制 备过程中会发生变化。而溶胶是一种亚稳态体系，在加入探针分子后形成易沉降的 聚集体，溶胶发生的变化更使得聚集程度难以掌握，因而拉曼信号的重现性差。通 常人们在制备过程中加入稳定剂以增加衬底的稳定性，但与此同时稳定剂对 SERS 的测量也产生了影响，使得测量的准确程度下降。

1。4。2 金属岛膜法

金属岛膜活性衬底也是应用比较广泛的 SERS 衬底之一[16]。一般采用真空沉积 的制备方法。具体方法是在高真空的条件下，在石英、玻璃或硅片等表面蒸镀或溅 射一层厚度约为 5～15nm 的金属薄层，使晶核生长互相连接形成岛膜。该方法中衬 底表面的粗糙程度、沉积条件下衬底的温度、沉积速度等都能对沉积后粒子的尺寸、 细度以及相互粒子间的间距造成巨大的影响，而这些因素对衬底的增强能力有着直 接影响。为了能更好对衬底表面进行控制，人们研究出了一种新方法：在已制得的 有着规则形状的均匀纳米或微米级小球的表面上沉积具有 SERS 活性金属[17]。SERS 衬底的形貌一般由 PTFE、PS、Al2O3、TiO2、熔融石英等材料制成小球的大小和形 状决定。

1。4。3 化学刻蚀法

化学刻蚀法通过硫酸、硝酸等具有强腐蚀性的物质把银箔、铜箔等金属表面的 原子通过腐蚀达到表面粗糙化的目的[18]。例如用硝酸刻蚀银箔，如果直接将银箔浸 入浓硝酸中，那么只需要几分钟银箔的表面粗糙度就会达到 10～100nm，这是一种 简捷且行之有效的 SERS 衬底制备方法。而且化学刻蚀法具有非常好的热稳定性， 它可以在一定程度上避免衬底升温时易失去 SERS 效应这个问题，这是其它制备方 法无法匹敌的。但是化学刻蚀法也有缺点：可以使用的金属少，可选择性小，一般只有 Ag、Cu、Co、Ni 等金属可以用化学刻蚀法来获得衬底。并且衬底表面的粗糙 程度和均匀性难以掌控。正是这些无法避免的缺点限制了这种方法的应用。