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目前，表面增强拉曼散射（SERS）检测技术应用的主要瓶颈在于尚不能实现低成本地大规模制造均一性好的高性能SERS基底。针对高性能SERS基底的制造问题，本文结合金属沉积工艺、旋涂自组装工艺、原子层沉积工艺以及退火工艺，提出一种基于自组装单层膜牺牲层退火的可控制造方法，无模板辅助地大规模制备出四种具有纳间隙的纳米结构SERS基底，大大简化了制备工艺流程。利用有限时域差分法对各个结构进行了建模仿真，并以对氨基苯硫酚作为拉曼标记物对基底进行SERS表征，证明制备出的基底具有良好的SERS性能。主要研究内容如下： 1、以电子束蒸镀的方法制备金纳米薄膜，验证了其经退火处理之后形成金纳米颗粒的可行性。对制备过程中涉及的金属沉积工艺，退火工艺以及原子层沉积工艺的原理、技术要点进行了详细说明。讨论了金膜厚度、退火温度及时间等参数对金纳米颗粒形貌的影响，分析了原子层沉积技术沉积氧化铝薄膜的保形效果。 2、纳米结构基底具有的纳间隙是产生SERS增强效应的主要因素之一。采用本文提出的基于退火的制造方法，通过精确调节退火参数及金膜厚度，制备出具有大量纳米间隙的层叠金花纳米结构，为后续制备其他纳米结构验证了氧化铝薄膜的保形效果。采用场发射扫描电镜对制备的层叠金花纳米结构形貌进行了表征，定量讨论了所镀金膜厚度、退火参数对层叠金花纳米结构尺寸、形貌的影响。 3、结合旋涂自组装工艺、退火工艺、ALD技术制备得到单、双层周期性有序金属纳米颗粒阵列。在制备过程中，聚苯乙烯微球单层膜起到了牺牲支架的作用，作为形核质点在退火过程中诱导覆盖在其表面金膜在原位球化形成金纳米颗粒。分析了退火参数、所镀金膜厚度、PS球粒径对两种结构阵列形貌的影响。 4、讨论了在不同的基底表面旋涂自组装 PS球的区别，利用基于自组装单层膜牺牲层退火的方法制备出AuPOF结构阵列，实现了金属薄膜表面大规模金属颗粒结构阵列的无模板辅助制备。定性分析了有无氧化铝薄膜以及不同退火参数对AuPOF结构阵列形貌的影响，验证了氧化铝薄膜的保形性和隔离作用。 5、采用有限时域差分算法对文章中制备出的四种纳米金属结构进行了建模仿真，分析纳米结构表面电磁场分布、计算其电磁场增强，对比了有无氧化铝薄膜对电磁场增强的影响。以对氨基苯硫酚作为拉曼标记物对制备的四种纳米金属结构基底进行了拉曼光谱测试实验，评价了四种结构基底的SERS增强性能，测试结果同仿真结果相符。