基于双面金属光波导热增强刻蚀SERS芯片的方法与流程

本发明属于光刻蚀领域，具体涉及一种基于双面金属光波导热增强刻蚀sers芯片的方法，用于制备sers芯片。

背景技术：

目前，基于表面局域等离子体共振制备sers基底的方式有金属溶胶法以及平面基底金属纳米阵列法，这些方法存在着不确定性并且价格昂贵。

本发明制备了双面金属平板光波导结构，在785nm激光的照射下产生热增强，同时利用电镀置换反应制得sers芯片。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于双面金属光波导热增强刻蚀sers芯片的方法。

技术方案：一种基于双面金属光波导热增强刻蚀sers芯片的方法，采用平板波导结构，自上而下设置了上层金属薄膜、玻璃片、下层金属膜；所述的上层金属薄膜和下层金属膜形成平板波导的包覆层，玻璃片形成导波层；包括如下步骤：

第一步：玻璃片处理：将数片大小相同的玻璃片放入烧杯中，倒入清水和洗洁精混合液，将烧杯放入超声池中进行超声清洗2h；然后，将烧杯中混合液倒出并冲刷干净，再将乙醇与丙酮按体积比3：1混合倒入烧杯中，同时滴加几滴硝酸，用保鲜膜将烧杯口密封，放入超声池中继续超声清洗4个小时；接着，将烧杯中混合液倒出并冲刷干净，再倒入异丙醇,同样密封之后将烧杯放入超声池中超声清洗2个小时；最后，将玻璃片取出并用氮气吹干即可；

第二步：蒸发镀膜法镀厚银膜：抽真空，调节电流使银靶材熔化，控制蒸镀速率以及时间得到100nm左右的银膜；

第三步：磁控溅射法镀薄银膜：抽真空,调节氩气流量，旋转电压调节钮到260v至启辉，调节溅射电压,控制溅射时间得到厚度为30nm左右的银膜；

第四步：制成sers芯片：在厚银膜上滴加0.1％氯金酸溶液，用785nm的激光进行照射至反应溶液干，激光耦合进入导波层产生超高阶导模产生振荡场，形成驻波，反应溶液在光场激发下与下层金属膜发生反应，利用双金属光波导产生的热增强刻蚀金属膜制成sers芯片。

作为优化：所述的sers芯片直接用sem进行表征。

作为优化：所述的sers芯片上滴加结晶紫溶液，测试拉曼信号。

作为优化：所述的第一步中，玻璃片的规格大小为18mm×18mm，厚度为0.13mm-0.17mm。

作为优化：所述的第二步蒸发镀膜法中，真空度为：8×10^-4pa；电流为：100a。

作为优化：所述的第三步磁控溅射法中，真空度为：2×10^-4pa；氩气流量为：40；电压为：280v；电流为：30a。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明的操作简单，不需要复杂的操作步骤并且对环境温度没有要求；

2、本发明的芯片价格实惠，所需要的原料较为廉价，节约成本；

3、本发明的芯片表征直接，可以直接用sem进行表征，可以直接滴加探针分子测拉曼。

附图说明

图1是在本发明的玻璃片上滴加结晶紫溶液测得的拉曼图像；

图2是本发明得到的sem表征示意图；

图3是在本发明制成的芯片上滴加结晶紫溶液，可以明显的看出结晶紫的特征峰的拉曼光谱图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种普通平板波导结构，自上而下设置了上层金属薄膜、玻璃片、下层金属膜。其中上层金属薄膜和下层金属膜形成平板波导的包覆层，玻璃片形成导波层。用蒸发镀膜法在玻璃片上蒸镀100nm左右的厚银膜，磁控溅射法镀30nm左右的薄银膜。在厚银膜上滴加氯金酸溶液，波长为785nm的激光进行照射。激光耦合进入导波层产生超高阶导模产生振荡场，形成驻波。反应溶液在光场激发下与下层金属膜发生反应，利用双金属光波导产生的热增强刻蚀金属膜制成sers芯片。具体的操作步骤如下：

第一步：将数片18mm×18mm的玻璃片放入烧杯中，玻璃片的厚度为0.13mm-0.17mm，倒入清水和洗洁精混合液，将烧杯放入超声池中超声清洗2个小时；之后，将烧杯中混合液倒出并冲刷干净，再将乙醇与丙酮按体积比3：1混合倒入烧杯中，同时滴加几滴硝酸，用保鲜膜将烧杯口密封，放入超声池中继续超声清洗4个小时；接着，将烧杯中混合液倒出并冲刷干净，再倒入异丙醇,同样密封之后将烧杯放入超声池中超声清洗2个小时；最后，将玻璃片取出并用氮气吹干即可；

第二步：蒸发镀膜：抽真空至8×10^-4pa，调节电流100a使银靶材熔化，控制蒸镀速率以及时间得到100nm左右的银膜；

第三步：磁控溅射金属膜：抽真空至2×10^-4pa,调节氩气流量为40，旋转电压调节钮到260v至启辉，调节溅射电压为280v,电流为30a,控制溅射时间得到厚度为30nm左右的银膜；

第四步：在厚银膜上滴加0.1％氯金酸溶液，用785nm的激光进行照射至反应溶液干。

将制成的芯片测sem，如图2所示，是本发明得到的sem表征示意图。在制成的芯片上滴加结晶紫溶液，测试拉曼信号，如图1所示，是在本发明所使用的空玻璃片上滴加结晶紫溶液测得的拉曼图像；图3是在本发明制成的芯片上滴加结晶紫溶液，测试其拉曼信号，从拉曼光谱图可以明显的看到结晶紫的特征峰。

本发明的操作简单，不需要复杂的操作步骤并且对环境温度没有要求。本发明的芯片价格实惠，所需要的原料较为廉价，节约成本。本发明的芯片表征直接，可以直接用sem进行表征，可以直接滴加探针分子测拉曼。