制，可以采用高温或低温热处理工艺；不同金属材料的热处理温度不同，以银膜的高温热处理为例，将热炉温度设定为300°C以上，加热时间10分钟以上；考虑到某些金属的热氧化特性，对于银，铝，铜等金属膜，需要在加热炉内通入氮气或者直接在真空环境中进行热处理来防止氧化。
[0020]本发明中，对于正置结构的特异材料超吸收体中，衬底上镀了连续金属膜，连续介质层和不连续金属膜，高温退火会引起所有膜层的形貌变化。而连续金属膜和介质隔离层的形貌变化是实现超吸收体结构不允许的，因此对衬底上多层膜或者整个超吸收体进行形貌控制时需要低温热处理工艺。不同金属材料的热退火温度不同，以银膜为例，进行低温热退火的工艺如下:将热炉温度设定为70?300°C，加热时间10?120分钟。
[0021]本发明中所述的制备方法具有以下优点:所形成的金属纳米颗粒整体形貌可控且分布均匀；简单易行、成本低廉、不需要昂贵的电子束技术、可大面积制作；与工业生产的常用工艺和设备相兼容；通过改变介质隔离层厚度和不连续金属颗粒层的形貌可以方便调节特异材料超吸收体的光学响应。
[0022]本发明所提供的大面积且低成本的三层结构特异材料超吸收体被进一步开发作为超宽谱表面增强拉曼散射基底，其可以大幅增强待测物质分子的拉曼散射信号强度，增强效果优异，空间均匀，并且可重复性好。
[0023]本发明所提供的超宽谱表面增强拉曼散射基底，能够在单次实验中支持多个波长的激励，因此简化了待测物质中单种分子的多个振动和转动模式或者多种分子振动和转动模式的表面增强拉曼光谱分析，大大节省了检测时间和成本。
[0024]本发明所述的基于三层结构超吸收体的超宽谱表面增强拉曼散射基底，还可以采用二次或多次镀膜和热处理的方式，在原有的不连续金属颗粒之间的间隙处形成尺寸更小的金属颗粒，以减小金属颗粒间的距离，因此能够进一步增强局域电磁场的强度，提升拉曼信号的增强效果。
[0025]本发明所述的二次或者多次镀膜的标称厚度最多应为初次镀膜的标称厚度的四分之三，二次或者多次镀膜所形成的金属颗粒直径应小于40 nm，初次镀膜所形成的较大金属颗粒直径在20 nm到I Mm之间(如图1 (b)所示)。
[0026]本发明所提供的超宽谱表面增强拉曼散射基底具有以下优点:制备简单，快速，成本低且大面积；单片基底中的超宽谱光学响应可以同时支持多个波长的激励，能够对待测物质中多种分子或者同种分子的多种模式同时进行表面增强拉曼光谱分析；三层特异材料超吸收体可以通过二次或者多次镀膜和热处理的方式来进一步提高拉曼信号的增强效果；在食品检验，环境监督，医疗检测，化学和生物分析等领域有着重要的商业应用前景。
【附图说明】
[0027]图1给出了两种三层特异材料超吸收体结构的截面扫描电子显微镜图像(SEM)。其中，(a)是玻璃衬底上依次附着连续银膜-S12介质隔离层-顶层银纳米颗粒层结构；(b)是玻璃衬底上依次附着连续银膜-S12介质隔离层-顶层银纳米颗粒层后，又通过二次镀膜在原有较大颗粒中间空隙加镀了较小的银纳米颗粒所形成的结构。
[0028]图2描述了玻璃衬底/铬粘附层/连续银膜/S12介质层/金纳米颗粒层组成的正置三层超吸收体结构。其中，(a)三层结构的截面SEM图；(b)该超吸收体结构的吸收谱。插图为在白光照射下所拍摄的样品照片。
[0029]图3描述了石英衬底/银纳米颗粒层/S12介质层/连续银膜组成的倒置三层超吸收体结构。其中，Ca)玻璃衬底上经过高温退火后所产生的银纳米颗粒层的SEM图；(b)该超吸收体结构的吸收谱，插图给倒置三层结构的概念图。
[0030]图4描述了玻璃衬底/连续银膜/Al2O3介质层/银纳米大颗粒/银纳米小颗粒组成的三层超吸收体结构。其中，(a)经过二次镀膜后，表层银纳米颗粒层的SEM图；(b) 二次镀膜前后超吸收体结构的吸收谱。
[0031]图5描述了单次镀膜所制备的玻璃衬底/连续银膜/S12介质层/银纳米颗粒组成的表面增强拉曼散射基底的拉曼信号增强效果。其中，(a)经过单次镀膜和热处理后所形成的顶部银纳米颗粒层的SEM图；(b)该基底的光学吸收谱，插图为数值分析计算出的空间电场分布图；(c)在该基底和其他两个商业化基底上施加了同样的待测分子后，由785nm激光进行激励所产生的拉曼散射光谱；(d)该基底和另一基底上同样施加待测分子后，由514.5 nm激光进行激励所产生的拉曼散射光谱。
[0032]图6描述了二次镀膜方法所制备出的玻璃衬底/连续银膜/ S12介质层/银纳米大颗粒/银纳米小颗粒所组成的表面增强拉曼散射基底的拉曼信号增强效果。其中，(a)初次镀膜所形成的基底顶层的银纳米颗粒层的SEM图；(b) 二次镀膜所形成的基底顶层的银纳米颗粒层的SEM图；(c)初次镀膜所制备的基底的局域电场分布的数值分析图；(d)二次镀膜所形成的基底的局域电场分布的数值分析图。
[0033]图7初次镀膜和二次镀膜所制备出的表面增强拉曼散射基底的拉曼信号增强效果的比较。
【具体实施方式】
[0034]实施例1:玻璃衬底/铬粘附层/连续银膜/S1 2介质层/金纳米颗粒层
(O以玻璃基底为衬底，在电子束蒸镀设备中镀20 nm厚的铬膜，其可以增加玻璃基底与上层连续金属膜的吸附力，在铬膜上继续蒸镀300 nm厚的平整连续Ag膜，在此之上蒸镀70 nm 3;[02膜作为隔离层。
[0035](2)在Ag/Si02膜上继续蒸镀标称厚度为7 nm的金膜，由于厚度小于金材料的渗透阈值，顶层金膜自组成为相互分离的金纳米颗粒，如图2 (a)所示。
[0036](3)所制备的结构能够在450 nm到IlOOnm的可见光-近红外波长范围内实现70%以上的光学吸收，如图2 (b)所示，说明了通过所述的大面积且低成本制备技术制备出的三层特异材料超吸收体能够支持超宽谱的光学响应。图2 (b)的插图是白光照射下，对样品拍摄的照片。该照片呈现了深蓝色的反射，说明了样品在可见光绝大部分波段的强烈吸收。
[0037]实施例2:石英衬底/银纳米颗粒层/S1 2介质层/连续银膜
(O以石英基底为衬底，首先在磁控溅射设备中镀标称厚度为15 nm厚的银膜，由于银膜的厚度远大于渗透阈值，需加入热处理工艺对银膜真空加热500°C I个小时，得到不连续的银纳米颗粒，如图3 (a)所示。
[0038](2)在银纳米颗粒层上电子束蒸镀70 nm 5丨02隔离层和200 nm连续银膜，所形成的倒置特异材料超吸收体的结构概念图如图3 (b)的插图所示。
[0039](3)图3 (b)是测量得到的光学吸收谱，结果显示该三层结构实现了可见光到近红外(450-1100 nm)的70%以上的光学超吸收，证明了倒置三层特异材料超吸收体结构亦能够提供超宽谱的光学响应。
[0040]实施例3:玻璃衬底/连续银膜/ Al 203介质层/初次银纳米颗粒层/二次银纳米颗粒层
(O以玻璃基底为衬底，在磁控溅射设备中镀300 nm厚的平整连续Ag膜，在此之上继续用电子束蒸镀90 nm Al2O3膜。
[0041](2)在Ag/ Al2O3膜上继续溅射标称厚度为16 nm的银膜，由于厚度大于银材料的渗透阈值，样品需要经过200°C—个小时的真空热处理工艺，从而顶层连接性银膜的初始形貌被成功转变为相互分离的银纳米颗粒。
[0042](3)在初次镀膜所制备出的结构基础上，继续溅射标称厚度为4 nm的银膜，由于该厚度小于渗透阈值，因此可以在原先较大的银颗粒之间形成较小的银颗粒。图4 (a)为二次镀膜后所制备的三层结构特异材料超吸收体的表面SEM图，证明了二次镀膜可以在缩小顶层银纳米颗粒间的间隙。
[0043](4)图4 (b)为初次镀膜后(参照黑色实线)和二次镀膜后(参照红色实线)所制备的超吸收体的吸收光谱。初次镀膜后的样品具有可见光到近红外波段(450-1100 nm)的大于70%的超吸收，二次镀膜工艺不改变原有样品中的超宽谱吸收特点，二次镀膜所产生的较小银纳米颗粒仅导致原有吸收谱线沿长波长方向的微弱移动。
[0044]实施例4:基于单次镀膜工艺的超宽谱表面增强拉曼散射基底
(I)以玻璃基底为衬底，在磁控溅射设备中镀100 nm厚的平整Ag膜，在此之上溅射90nm 3;[02膜。
[0045](2)在Ag/Si02膜上继续溅射标称厚度为10 nm的银膜，由于厚度大于渗透阈值，样品在氮气环境中进行120度I个小时的热处理，最终在结构顶层形成了分