基于FDTD仿真的高增益拉曼镀金针尖的可重复准确制备

作     者：祝敏豪 高思田 黄鹭 胡佳成 孙晓爽 刘林伟 ZHU Min-hao;GAO Si-tian;HUANG Lu;HU Jia-cheng;SUN Xiao-shuang;LIU Lin-wei

作者机构：中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFF0200602 2016YFA0200901) 

出 版 物：《计量学报》 (Acta Metrologica Sinica)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      码：464-469页

摘      要：提出一种可适用于针尖增强拉曼系统(TERS)的基于时域有限差分法(FDTD)的高增益拉曼针尖及其制备方法。在汇聚光条件下,仿真分析镀Au厚度为5~100 nm,中间过渡层材料分别为5 nm的SiO_(2),Ta_(2)O_(5),Ti,Cu的内凹型W针尖,在Au基底金半球样品处的近场电场分布情况。仿真结果表明:50 nm镀金厚度,Ti,Cu为中间层的针尖具有更强的增强效果。在此基础上通过磁控溅射,设定镀Ti时间7 s,镀Au时间120 s,成功制备出所设计的高增益针尖,通过聚焦离子束(FIB)沿轴向切割针尖并借助扫描电镜(SEM)观察针尖剖面结构,验证该镀膜针尖的尺寸形状等结构参数达到设计要求。经4批次,每批次20根针尖进行重复镀膜实验,从而证明所设计的针尖稳定可重复准确制备。

主 题 词：计量学 针尖增强拉曼系统 时域有限差分法 镀金 钨针尖 

学科分类：08[工学] 080402[080402] 0804[工学-材料学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-1158.2022.04.05

馆 藏 号：203111406...