成大研發快訊 - 文摘 成大研發快訊 第二十二卷 第四期 - 2012年五月二十五日 [ http://research.ncku.edu.tw/re/articles/c/20120525/1.html ]
利用飛秒雷射於表面強化拉曼散射之奈米結構製作
陳顯禎
國立成功大學工學院工程科學系 [email protected]C.-H. Lin, L. Jiang, Y.-H. Chai, H. Xiao, S.-J. Chen, and H.-L. Tsai, “One-step fabrication of
nanostructures by femtosecond laser for surface-enhanced Raman scattering,” Optics Express, vol. 17, no. 24, pp. 21581-21589, November 2009.
飛
秒(femtosecond)雷射具有其獨特物理性質，例如其脈衝寛度小於分子之間的熱 傳導時間以及非線性多光子吸收特性，這些獨特的物理特性使得飛秒雷射應用於微加 工方面所產生的熱影響區非常小，且能加工傳統雷射難以加工的介電材料。飛秒雷射 微加工技術用於介電材料提供直接或間接製造功能性微元件的方法選擇性。飛秒雷射 於矽晶圓加工產生週期性微奈米結構的技術已經被提出，此奈微米結構在可見光至近 紅外光波段具有很高的吸收率，此光學特性可用來提升光電感測器的光電轉換效率以 及延展適用的波長範圍。此外，經過奈米粒子沉積後的週期奈微米結構已經被提出用為表面強化拉曼散射 的感測器。結合以上技術，我們發展出一種高效率的表面增強拉曼散射感測器的製作方法，且其製作出的 感測器具有高靈敏度。藉由飛秒雷射於硝酸銀溶液的環境下加工矽晶圓，材料加工、奈米粒子合成、以及 奈米粒子沉積等步驟可同時被完成。此感測器的增強因子於Rhodamine 6G的量測分子以及激發光源波長為 632.8 nm的條件下可達109。 圖一 樣品於0.1 M的硝酸銀濃度下被飛秒雷射加工後的EDS對應圖。(a)對照區域的SEM影像，比例尺為 500 nm；(b)銀成份的對應圖；(c)矽成份的對應圖。 1 of 2成大研發快訊 - 文摘
圖二 矽晶圓在不同硝酸銀濃度下，以掃描速度為0.5 mm/min被飛秒雷射加工後的表面型態。硝酸銀的濃度 分別為(a) 1 mM、(b) 10 mM、(c) 0.1 M、(d) 1 M。
