屈红霞 刘辉强,2 王 兵 熊 鹰,2

(1. 西南科技大学材料科学与工程学院 四川绵阳 621010； 2. 西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室 四川绵阳 621010)

表面增强拉曼散射(SERS)作为一种高灵敏度、无标记、快速的检测方法，已广泛应用于食品安全[1]、国土安全[2-4]、环境监测[5]等各个领域。通常，SERS增强机制有两种：电磁机制(EM)和化学机制(CM)[6-7]。在EM中，激光入射形成的局域表面等离子体共振导致目标分子的拉曼散射截面显著增加[8]。基于EM的SERS效应增强因子(EF)值可达108以上。与EM不同的是，CM是基于激光激发下基底与分子之间的电荷转移[9]，这种电荷转移可以增加分子的极化率，进而增强拉曼散射截面。文献[6]研究显示，CM的EF值通常在102左右或小于102。

对于SERS，如何获得良好的基底是获得高灵敏度和大信号增强的重点[6,10]。传统上，使用金、银等贵金属纳米结构作为SERS基底，因为与其他增强材料相比，贵金属基SERS基底对EM有显著的增强效果[11]。然而，贵金属基SERS基底普遍存在成本高、重复性差、光热产生量大、易氧化、耐久性低、生物相容性弱等缺点[12-13]。近几十年来，碳点[14]、碳纳米管[15]、石墨烯[6]等碳纳米材料作为一种有效的候选材料受到了广泛关注。在大多数纯碳SERS基底中，化学增强是主要的甚至是唯一的来源。众所周知，CM是一种短距离效应，通常发生在分子尺度上，这意味着需要分子与底物接触或非常接近，这样电荷转移很容易发生[6]。在这种情况下，提高碳基底物SERS性能的关键技术是增加目标分子的吸附。显然，三维空间碳纳米结构具有较高的比表面积，在相同的表面积单位内可以提供更高的吸附分子数。……