不同結晶度之可壓印金基金屬玻璃薄膜對表面增強拉曼散射之效應

Abstract

本研究的目的是製造出不同結晶度、具週期性奈米結構的金基金屬玻璃薄膜(TFMG)，並應用於表面增強拉曼散射(SERS)。為了實現這一目標，我們先採用磁控共濺鍍的方式製備出完全非晶的金-銅-矽金屬玻璃薄膜，並在薄膜之過冷液相區中採用熱壓印法將商用陽極氧化鋁模板壓印在鍍製的薄膜上，以形成週期性的奈米結構於薄膜上。最後再對壓印後的金-銅-矽金屬玻璃薄膜進行不同溫度的熱處理來達到不同結晶度。薄膜之表面形貌、結晶性、介電性質、光學性質以及表面增強拉曼散射效應將會分別由掃描式電子顯微鏡、X射線繞射儀(以及穿透式電子顯微鏡)、橢圓偏光儀、紫外光–可見光–近紅外光分光光譜儀以、及拉曼光譜儀來進行量測。同時也進行時域有限差分法模擬壓印薄膜之反射率，並與實驗結果進行比較。本研究發現熱處理非晶薄膜將會造成薄膜之結晶化，並由於晶界處的散射降低了拉曼強度。然而，在較高的熱處理溫度下，薄膜會開始晶粒成長並減少晶界面積，進而造成拉曼強度的增加。