金银合金纳米粒子的制备与研究文献综述

以硝酸银和氯金酸为原料，分别使用柠檬酸钠作为还原剂以及使用硼氢化钠作还原剂、柠檬酸钠作稳定剂的方法制备了金银合金。对两种合金的紫外吸收光谱、透射电子显微镜（TEM）和拉曼散射光谱进行了表征。同时，以结晶紫作为探针分子探讨了这些合金的表面增强拉曼活性。结果表明，两种合金有不同的表面增强拉曼散射活性和不同的粒径分布。

光散射，是一种常见的现象，一般分为两种，弹性散射和非弹性散射。前者的散射光和入射光频率一样；后者即拉曼散射，其散射光的频率会发生改变，拉曼散射是光与物质相互作用的一种形式，其实质则是光子和散射物质中的分子间发生了非弹性碰撞。拉曼光谱与红外光谱一样，均属于分子振动光谱，从而可以反映分子的特征结构。红外光谱的强度正比于原子通过其平衡位置的偶极距变化，而拉曼光谱的强度则正比于原子通过其平衡位置的极化率变化。拉曼光谱于1928年由印度科学家C. V. Raman发现，他以汞灯、菱镜和照相底板作实验工具，通过照射液态苯，发现并首次研究了非弹性散射，并于1930年获得诺贝尔物理学奖，此后正式称这种非弹性散射为拉曼散射^{[1, 2]}，从而证明了1923年德国物理学家A.斯梅卡尔从理论上对频率发生改变的散射即拉曼散射的预测^[3]。

1934年，G.Placzek^[4]创立了拉曼散射的极化率理论，并叙述了其广阔的发展前景。随后以拉曼效应为理论基础，逐渐建立了拉曼光谱分析法。拉曼光谱使用激光作为光源，在研究高比表面积和低透射率的粗糙或多孔电极体系方面比红外光谱更具优势，但是其谱线的强度弱，所需的摄谱时间长，样品用量大，对样品的纯度要求高，对杂散光的屏蔽要求也相当严格，特别是在电化学领域的研究中表现得最为突出。典型的电化学体系一般是由固液两个凝聚相组成，表面单分子层吸附物种的信号却很容易被液相里的大量相同物种的信号所掩盖，使得拉曼光谱的发展长期受到限制。

1974年，英国的Fleischmann研究小组^[5]第一个发表了关于SERS的文章，他们使用电化学的方法，对光滑银电极表面进行粗糙化处理，使更多的吡啶分子吸附在银的表面，观测这些吡啶分子在不同电位下的拉曼光谱，结果发现这些吡啶分子显示出了很高质量的拉曼光谱，至此拉曼光谱开始逐渐运用于表面科学研究方面并为之奠定了实验基础。随后1977年，Jeamaire、Van Duyne等人^[6]重复了Fleischmann研究小组的实验，并通过计算比对了粗糙银电极表面吡啶分子的拉曼散射信号的增强情况，发现吸附在粗糙银表面上的每个吡啶分子的拉曼散射信号与溶液相中的吡啶的拉曼散射信号相比,增强了10⁵-10⁶倍，首次指出这是一种与粗糙表面相关的表面增强效应,称为SERS(Surface-Enhanced Raman Scattering )效应。由于该种方法能有效地避免溶液中其他物质的信号干扰,轻而易举地获取高质量的表面分子信号，极大程度的激发了人们对SERS兴趣。

自1974年发现SERS至今，已经有实验和理论研究对SERS的增强机理、实验技术以及应用方面进行了探究。目前为人们所知SERS主要有以下特点：

(1)、SERS效应具有很大的增强因子。根据比较精确的测定，吸附在粗糙的金、银、铜表面的分子的SERS信号比普通分子的拉曼信号增强10⁴-10⁶倍^[7-9]。

(2)、只有少数的基体表面能观察到SERS效应，常见的具有SERS效应的物质都为金属，另外在某些半导体^[10]上，如硫化锡、三氧化二铁、二氧化钦等表面也能观察到SERS效应。

(3)、产生增强效应的必要条件是金属基体表面粗糙化，例如，用电化学方法粗糙的银表面能产生10⁶左右的增强因子，而用机械打磨得到的银表面虽然也有SERS效应但其增强因子比电化学方法至少要低两个数量级左右。

(4)、许多分子能产生SERS效应。