通过模板化电置换反应制备的3D金纳米枝晶层在表面增强拉曼散射传感和多相催化中的性能评估

摘要： 由高比表面积及大量尖锐棱边和顶点（能形成高密度SERS热点）为特征的致密三维金纳米枝晶层，是极具前景的表面增强拉曼散射（SERS）传感与催化基底。我们评估了通过在硅片上合理定位的金颗粒处引发三维金纳米枝晶生长，能在多大程度上优化其结构特性。为此，利用固态退火技术在图案化硅片表面形成的六方阵列母体金颗粒（晶格常数为1.5微米）引导了产生三维金纳米枝晶的电置换反应。通过在金颗粒边缘启动枝晶特征生长，既形成了三维金纳米枝晶，又避免了枝晶生长局限于基底平面。母体金颗粒的规则排列促进了致密重叠三维金纳米枝晶层的形成，该结构在拉曼显微镜分辨率范围内具有良好均匀性，相应的SERS成像实验也显示出适度的均匀度。本制备方案仅包含自下而上的工艺步骤，且无需使用昂贵仪器即可实施。