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High signal collection efficiency in a 3D SERS chip using a micro-reflector

材料科学 罗丹明6G 拉曼光谱 薄脆饼 拉曼散射 各向同性腐蚀 光学 光电子学 基质(水族馆) 表面增强拉曼光谱 深反应离子刻蚀 反射器(摄影) 信号(编程语言) 蚀刻(微加工) 纳米技术 反应离子刻蚀 计算机科学 光源 海洋学 物理 图层(电子) 地质学 荧光 程序设计语言
作者
Feng Yang,Ping Wen,Zhiqiang Zhang,Li Danyang,Chen Li,Shunbo Li
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:28 (26): 39790-39790 被引量:4
标识
DOI:10.1364/oe.410966
摘要

To improve the sensitivity of surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) detection, we propose a three-dimensional (3D) SERS chip based on an inverted pyramid micro-reflector (IPMR) that converges Raman scattering light signals to improve the signal collection efficiency. The influence of the geometric parameters of the inverted pyramid structure on the Raman signal collection efficiency was analyzed by simulation for the determination of the optimal design parameters. The inverted pyramid through-hole structure was prepared on the silicon wafer through an anisotropic wet etching process, followed by the sputtering of a gold film to form the IPMR. The 3D SERS chip was constructed by bonding the IPMR and the active substrate that assembled with silver nanoparticles. Using Rhodamine 6G molecules, the Raman intensity measured with the 3D SERS chip was threefold greater than that of the silicon-based SERS substrate under the same test conditions. These experimental results show that the 3D SERS chip can significantly improve the SERS signal intensity. Its 3D structure is convenient for integration with microfluidic devices and has great potential in biochemical detection applications.

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