而普林斯顿大学电子工程系教授斯蒂芬·周领导的团队摒弃了以往设计和制造拉曼传感器的方法,研发出一种全新的SERS结构:一块芯片上布满一行行由金属和半导体组成的小柱子。

  新传感器获胜的“秘密武器”就是这些小柱子的排列方式:每个柱子上部和底部各有一个由金属制成的中空部分;柱壁上布满直径约为20纳米的金属粒子(等离子体纳米点),金属粒子之间有2纳米左右的空隙。金属粒子和空隙能显著增强拉曼信号;中空部分能捕捉光信号,让光多次而不是仅一次地通过等离子体纳米点,从而也能增强拉曼信号。迄今为止,该芯片的灵敏度比不经过拉曼增强而研制出的传感器高10亿倍,而且其灵敏度非常稳定,能可靠地应用于感应设备中。

  除灵敏度大增之外,借助纳米压印技术和纳米粒子自组装技术,新芯片能实现高质量、规模化制造,研究人员已经在4英尺的晶片上制造出这些传感器。

  美国海军研究实验室的科学家也在进行相关实验,希望军队也能使用该技术探测化学物质、生物试剂和炸药。