合肥研究院将上转换发光材料引入表面增强拉曼光谱检测

　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮课题组的研究员杨良保等人将上转换发光材料引入表面增强拉曼光谱（SERS）研究中，实现了长波长、低能量激光下高灵敏的SERS检测，对SERS技术应用于实际检测具有十分重要的意义。相关成果已发表在英国皇家化学会《材料化学A》和《分析家》杂志上(J. Mater. Chem. A, 2015, DOI: 10.1039/C5TA03143E, Analyst, 2015, DOI: 10.1039/C5AN00441A)。

　　近年来，SERS技术由于可以进行无损、高灵敏的指纹识别检测而一直备受关注，已经广泛应用于各大基础研究领域。但如何发展一种SERS基底使其更好地应用于实际检测和监测研究仍然是一个很大的挑战。

　　针对以上问题，刘洪林等研究人员通过简单的方法合成了上转换材料与贵金属的复合材料NaYF4:Yb,Er@Ag和NaYF4:Yb,Er@SiO2@Ag。利用上转换材料NaYF4:Yb,Er将近红外光转换为常用的可见光，实现了近红外激光下超灵敏的SERS检测和表面等离子体催化反应，并通过一系列对比实验阐明了近红外激光下复合SERS基底高灵敏检测的机理。研究人员通过改变上转换材料的发光中心制得了另一种复合SERS基底（NaYF4:Yb,Tm@TiO2@Ag），成功实现了二氧化钛在非紫外光下的光催化降解行为。同时利用SERS技术监测不同波长单色激光下各光催化剂的光降解反应过程，为NaYF4:Yb,Tm@TiO2@Ag在非紫外光下光催化降解反应提供了直接证据，也为SERS应用提供了新的方向。

　　该研究工作得到了国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家重大科学研究计划纳米专项和国家自然科学基金等项目的支持。

上转换材料中能量转移以及由表面等离子体共振引起的电磁场增强示意图