自上世紀70年代表面增強拉曼光譜（SERS）面世后，貴金屬基底的引入將拉曼檢測靈敏度提升了百萬倍，克服了傳統拉曼光譜與生俱來的信號微弱等缺點，使得拉曼檢測在食品安全、環境監測、生命科學等領域得到廣泛應用，并迅速成長為最為靈敏的表面物種現場譜學檢測技術之一。然而，人們欣喜的同時卻遺憾地發現，SERS僅在金、銀、銅等貴金屬的粗糙表面才具有高活性，基底的選擇十分有限；且實際應用中，金、銀、銅增強材料還易受其他物質干擾，穩定性差強人意。探索新型、高性能的非金屬基底一直是SERS技術中最重要的研究方向之一。
最近，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員趙志剛課題組與蘇州大學材化學部耿鳳霞課題組的研究人員合作，提出通過改變半導體性過渡金屬氧化物納米粒子的化學計量組成或表面氧缺陷濃度，來增強非（弱）SERS活性材料表面物種的信號。在此學術思想的指導下，用富氧缺陷W18O49海膽狀納米粒子作為SERS基底，獲得了高靈敏度和高探測極限的優異SERS性能，檢測極限可低至10-7 M，增強因子可達3.4×105，是現已報道的性能最為優秀的半導體SERS基底材料之一，并已接近無“熱點”效應的貴金屬材料。
該工作證實了恰當地調制半導體氧化物中的氧缺陷，可作為顯著提升其SERS性能的一種有效手段，突破常規SERS技術中貴金屬基底的局限性，進一步拓寬半導體氧化物作為基底材料在SERS檢測中的應用范疇。相關結果發表在學術期刊Nature Communication上 (Volume 6, Article number: 7800, July 17, 2015)。
此項工作得到國家自然科學基金（51372266和51402204）的大力支持。
富氧缺陷的W18O49納米粒子作為SERS基底性能優秀
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