转角干涉光刻窄间隙莫尔光栅及其表面增强拉曼光谱研究
摘要
金属纳米结构表面等离激元共振（SPR）是通过光子与自由电子共振的局域光场，实现近场光与物质相互作用的显著增强，其被广泛应用于分子传感及增强光谱探测等领域。然而，由于SPR模式与纳米结构特征密切相关，设计并制造可大面积生产的共振波长连续可调的金属纳米结构成为SPR器件亟须解决的问题。针对表面增强拉曼光谱（SERS）检测衬底的应用需求，提出了紫外激光双光束干涉转角光刻技术与金属离子溅射沉积工艺相结合的方法，成功制备了平方厘米级SPR连续可调的窄间隙金纳米薄膜莫尔光栅（AuNF Moire-grating）结构。通过调节激光双光束干涉光刻两次曝光转角（20°~40°），对光栅莫尔纹周期（439~864 nm）进行了精细调节，进而实现了540~875 nm波段内的SPR吸收调控。系统研究了莫尔纹周期及入射光偏振对AuNF Moire-grating共振吸收的影响，揭示了AuNF Moire-grating表面等离激元和窄间隙局域表面等离激元对入射光场的协同调控规律。在共振激发条件下，实现了检出限为10-10 mol/L的非偏振依赖SERS痕量检测。研究结果为共振波长可调谐SERS衬底的制造提供了新思路。
引用本文（GB/T 7714）
孙琬婷 Sun Wanting, 闫胤洲 Yan Yinzhou, 赵晨 Zhao Chen, 等. 转角干涉光刻窄间隙莫尔光栅及其表面增强拉曼光谱研究[J]. Chinese Journal of Lasers, 2025.
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