硅片上Ag@Au核壳结构纳米颗粒的制备及其SERS性能

为获得一种高效和具有一定化学稳定性的表面增强拉曼散射(SERS)基底,文中通过离子溅射的方法在Ag纳米颗粒表面覆盖6nm和10nm的Au层,形成Ag@Au核壳结构(分别命名为Ag@Au6/Si和Ag@Au10/Si)。利用场发射扫描电子显微镜观察Ag颗粒和Ag@Au颗粒的尺寸及颗粒间隙的变化;采用共聚焦显微拉曼光谱仪测试罗丹名6G(R6G)分子在不同基底上的拉曼光谱,对比三种基底在探测R6G溶液时的SERS光谱的强度差别,计算了最佳基底的增强因子;将基底浸泡在0.5mol·L-1的双氧水中1h之后,测试其SERS光谱强度下降程度,以此评价基底的化学稳定性。研究结果表明:Ag颗粒表面溅射了Au层后,颗粒尺寸随金层厚度的增加而逐步增加,Ag@Au10基底中颗粒间隙尺寸降低到10nm以内。三种基底之上,保持相同的R6G溶液浓度时,R6G分子的光谱强度的顺序为Ag@Au10/Si>Ag@Au6/Si>Ag/Si,即Ag@Au10/Si基底具有最佳的增强效果,其增强因子可达2.2×106。Ag纳米颗粒基底在双氧水中浸泡后,SERS增强性能完全消失;Ag@Au10/Si和Ag@Au6/Si的SERS光谱强度分别下降了46.2%和81.6%,说明Au层起到了保护Ag颗粒不被腐蚀的作用,且Au层越厚,耐化学侵蚀性能越佳。在SERS检测中,Ag@Au10/Si基底具有较高的灵敏度和较高的化学稳定性,此基底具有应用于SERS领域的潜在可能性。

Ag(核)@Au(壳)纳米颗粒的制备及高温原位XAFS研究

用化学液相还原法制备Ag核Au壳的核壳结构Ag@Au纳米颗粒。用UV-vis、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)进行表征。结果表明成功制备出均一稳定单分散的Ag@Au纳米颗粒,Ag核颗粒平均粒径约8 nm,Au外壳的厚度约3.5 nm。DSC谱显示核壳颗粒在合金化过程中300°C附近时,扩散最剧烈,500°C时已完全形成合金。从高温原位XAFS的径向结构函数(RSF)可清晰看到Au原子周围的局域结构在合金化过程中发生明显变化。用替代位法进行拟合,发现Au-Au键长由2.86增加到2.89,配位数由原来的8.0减为6.1,同时出现了2.1个Au-Ag配位键,而无序度在不断增大,且整个合金化过程主要是以代位扩散为主。