表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)由于物理增强和化学增强使得拉曼信号得到放大,进而实现超灵敏、高选择性、非破坏性的快速检测,已被广泛应用到生物、化学、环境、食品安全等诸多领域。高性能SERS基底的制备对于SERS检测至关重要,目前主要通过化学还原法制备金属纳米颗粒或核壳结构,以及通过物理刻蚀法、模板法制备周期性金属纳米结构来获取SERS基底。然而,如何制备出大面积、高灵敏度、高重复性、高稳定性、低成本的SERS基底依然面临很大的技术挑战。本论文利用模板辅助方法,通过物理沉积贵金属制备大面积具有周期性纳米结构的SERS基底,同时包覆二维材料提高SERS基底的长期稳定性。论文主要研究内容及成果如下:1、通过倾斜滴涂的方式使得不同直径(300、360、500 nm)的SiO2纳米小球在Si衬底上实现自组装,针对特定直径的Si02纳米小球,通过优化纳米小球分散液浓度、自组装环境温度、Si衬底倾斜角度等条件,获得了大面积、单层密排的Si02纳米小球阵列,并以此作为制备SERS基底的周期性模板。2、在上述模板表面通过磁控溅射的方法分别沉积不同厚度(40、60、80、120nm)的贵金属Ag,在SiO2纳米小球球冠上形成了高密度Ag纳米团簇,相邻Ag纳米团簇的间隙充当热点(hot-spots)并产生显著增强的电磁场,从而实现了非常高灵敏度的SERS检测。SERS基底制备过程采用纯物理方法,具有简单快捷、成本低的优点。以罗丹明6G(R6G)和三聚氰胺作为探针分子的SERS检测结果显示:在直径360 nm的SiO2纳米小球模板上沉积60 nm厚Ag所制得的SERS基底表现出了最优的增强特性,其对R6G的检测极限可达10-16 M(1650 cm-1处的增强因子达到4.1×1012),对三聚氰胺的检测极限可达10-7M。3、通过旋涂的方法在Ag纳米团簇表面引入了氧化石墨烯(GO)保护层,使得Ag和空气隔绝开来,减缓了 Ag的氧化,同时GO还会提供一定程度化学增强的作用,从而制备出了稳定性提升的GO/Ag纳米团簇SERS基底。10-6M浓度R6G的SERS检测结果显示:在空气中放置15天之后,测得611 cm-1处的R6G拉曼特征峰强度下降为最初的69.5%,但特征峰的峰位和峰形均无明显变化;没有GO保护的SERS基底的拉曼特征峰的强度则下降至最初的20%,还出现了杂质峰。