CN106950218A - 一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面增强拉曼散射SERS基底及其制备方法。本发明的SERS基底由从下到上的第一SiO2层、具有空隙圆环的Ag层、第二SiO2层和2个等边三角形银片构成，其中，所述第二SiO2层由两部分构成：一部分位于具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分位于空隙圆环与第一SiO2层的连接面上；2个等边三角形银片位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层上，且1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1nm～15nm。本发明的SERS基底的最大拉曼信号增强倍数可达到1013，平均拉曼信号增强倍数可达到106，具有较好的拉曼增强效果。
Description
技术领域
本发明属于微纳米结构器件技术领域，涉及一种表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering，SERS)基底及其制备方法。
背景技术
当光被原子或分子散射时，绝大多数光子发生弹性散射，即散射光的频率与入射光的频率相同，称之为瑞利散射；还有一小部分光子发生非弹性散射，即散射光的频率与入射光不同，也称之为拉曼散射。
拉曼散射可以准确地反映分子的震动能级的信息，因此被当做是分子“指纹”，从而被广泛地应用于物质的检测中。同时拉曼散射光谱检测是一种不需要对待检测样品进行标记的物质结构分析手段，具有非破坏性、无需接触等特点。随着激光技术和弱信号探测接收技术的发展，作为一种可实现物质结构分子水平检测的手段，拉曼散射光谱检测有望在生物检测、疾病诊断、环境监测、化学分析等领域获得实际和广泛的应用。
然而，由于拉曼散射截面小，拉曼散射光谱检测的分析灵敏度低，很多分子或者基团的拉曼光谱很难获得。虽然通过提高激励激光功率可以在一定程度上提高拉曼散射光谱的强度，但对于生物样品，强度太大的激光会破坏样品的生物活性，因此很多应用转而利用了表面增强拉曼散射效应来提高样品的拉曼散射光谱强度。
表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering，SERS)是一种异常的表面光学现象，是指粗糙的贵金属表面在入射光激发的情况下增强吸附在其表面的物质分子的拉曼散射光谱信号的一种现象。分子拉曼散射信号的增强来源于粗糙表面在光照射下所产生的表面电子振荡，当入射光的频率与金属自身的等离子体的频率相匹配时，电子振荡达到最大，于是在金属表面产生一个与入射光频率相同的附加局域电磁场，它所覆盖的区域存在着入射光和表面等离子体被激发后叠加在一起的电磁场。由于分子的拉曼散射源于分子自身的极化与外界电场的相互作用，所以处在这个叠加电场中的分子除了受原入射电磁场的作用外还受这个局域增强电磁场的作用，因此激发出的拉曼散射信号也相应地得到了加强。与普通拉曼散射光谱信号相比，表面增强拉曼散射信号的强度有多个量级的增强，甚至可以达到单分子拉曼散射信号的探测。表面增强拉曼散射是这种粗糙化金属表面上最为突出的效应，在粗糙化的金、银、铜等金属的表面上，与普通的拉曼散射光谱强度相比SERS的增强可达到106。
自从SERS出现后，其领域的发展是相当迅猛的，在应用方面，科学家们利用SERS技术测量分子以及物质的拉曼光谱，建立完整的拉曼库；制作表面承载基底，应用拉曼光谱的指纹特性，在探测器方面和分子检测方面具有巨大的潜力，SERS有望成为单分子检测的重要工具即利用SERS技术测量分子和物质的拉曼光谱对分子结构进行研究和探索。但是，现有技术的SERS基底的灵敏度仍相对较低，拉曼信号增强倍数不够大，效果有待进一步提高以满足实际应用的需求。
因此，如何基于SERS机理制备出灵敏度更高的检测器件成为了目前研究的重要方向。
发明内容
针对现有技术中存在的SERS基底的灵敏度相对较低、拉曼信号增强倍数较小的问题，本发明的目的在于提供一种表面增强拉曼散射SERS基底及其制备方法，本发明的SERS基底具有很高的灵敏度，可以极大地增强拉曼信号，最大拉曼信号增强倍数在1010～1013，可以用于探测浓度极低的待测物质的分子信号。而且，本发明的制备工艺流程简单、易工业化规模生产，成本低，可用于制备芯片，解决了市场上拉曼芯片相对价格高，拉曼信号放大倍数低的问题。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种表面增强拉曼散射(surface-enhanced Ramanscattering，SERS)基底，所述SERS基底由从下到上的第一SiO2层、具有空隙圆环的Ag层、第二SiO2层和2个等边三角形银片构成；
其中，所述第二SiO2层由两部分构成，这两部分分别在两个平面上，具体为：一部分位于具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分位于空隙圆环与第一SiO2层的连接面上；
所述2个等边三角形银片均位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层上，且1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1nm～15nm。
本发明中，所述“1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离”指：1个等边三角形的任选的一个顶点，到另1个等边三角形的任选的顶点的距离中的最小值。
本发明中，1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1nm～15nm，例如为1nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm或15nm等，综合考虑制作工艺的难易程度和技术效果，优选为1nm～10nm。
本发明中，具有空隙圆环的Ag层以及位于最顶层的一对等边三角形银片配合作用，并结合本发明的SERS基底的其他部分，可以配合性地提高其灵敏度和拉曼增强性能。
本发明中，最顶层的三角形的银片只能是等边三角形，而不能是其他形状，因为：一方面，相比于圆形、正方形和长方形等形状，等边三角形在越尖锐的地方会获得更强的局部电场限制效果，从而获得更强的拉曼放大信号；另一方面，考虑工艺上100nm左右的图案，等边三角形在工艺上比角度更小的等腰三角形或其他形状更好刻画制作，因此，本发明选用等边三角形。
以下作为本发明所述SERS基底的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
优选地，1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1～10nm。
优选地，所述2个等边三角形为2个相同的等边三角形。
本发明中，对第一SiO2层的形状不作限定。
本发明中，对第一SiO2层的厚度不作限定。
优选地，所述具有空隙圆环的Ag层和第二SiO2层为相同大小的正方形。
优选地，所述正方形的边长为1μm。
优选地，所述空隙圆环的圆环宽度为50nm～200nm，优选为100nm，在考虑到工艺制备能力与实际放大效果的情况下，选择100nm宽度最好，用电子束曝光***(EBL)刻画出宽度为100nm的圆环完全可行且此时拉曼基底圆环区域内能够有效的汇聚电磁波起到增强拉曼放大信号的作用。
更优选地，所述空隙圆环的内径为0.37μm～0.45μm，外径为0.47μm～0.55μm，此条件范围内，优选使空隙圆环的圆环宽度为100nm。
优选地，所述空隙圆环的圆心和所述具有空隙圆环的Ag层的中心重合，当所述具有空隙圆环的Ag层为正方形时，其中心即为两条中轴线的交点，也即对角线的交点。
优选地，所述具有空隙圆环的Ag层的厚度为0.1μm。
优选地，所述第二SiO2层的厚度为0.04μm。
优选地，所述2个等边三角形银片的厚度均为0.04μm。
优选地，所述2个等边三角形的底边长独立地为50nm～150nm，例如为50nm、60nm、70nm、85nm、90nm、100nm、110nm、120nm、125nm、126nm、128nm、129nm、130nm、133nm、135nm、136nm、138nm、140nm或150nm等，优选为120nm～140nm。
优选地，所述2个等边三角形为2个相同的等边三角形，且这2个相同的等边三角形的底边长为50nm～150nm，例如为50nm、60nm、70nm、85nm、90nm、100nm、110nm、120nm、122nm、124nm、125nm、126nm、127nm、128nm、129nm、130nm、132nm、133nm、135nm、136nm、138nm、140nm或150nm等，优选为120nm～140nm。
作为本发明所述SERS基底的优选技术方案，所述SERS基底由从下到上的第一SiO2层、具有空隙圆环的Ag层、第二SiO2层和2个相同的等边三角形银片构成，且具有空隙圆环的Ag层和第二SiO2层为相同大小的正方形，边长1μm；
其中，所述第二SiO2层由两部分构成：一部分位于具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分位于空隙圆环与第一SiO2层的连接面上；
2个相同的等边三角形银片位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层上；
2个相同的等边三角形银片呈顶点相对设置，相对的这两个顶点位于正方形的一条中轴线上，且位于正方形的另一条中轴线的两侧并对称；
优选地，所述相对的这两个顶点分别在各自的等边三角形中所对的边是平行的，且与正方形的一边也平行；
优选地，所述相对的这两个顶点的距离为1nm～15nm，优选为1nm～10nm。
此优选技术方案中，设置2个相同的等边三角形在以上限定范围内，一对三角形结构能够有效的激发局域表面等离子体共振，从而增强局部电场，实现在三角形顶点极大的增强拉曼放大信号的目的。
第二方面，本发明提供如第一方面所述的SERS基底的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)在组分为SiO2的底板上，利用电子束曝光(Electron Beam Lithography，EBL)***勾划出第一SiO2层的曝光区域，并在该曝光区域内留出圆环区域不用于曝光而用于写入聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)光刻胶；
(2)写入PMMA光刻胶并曝光之后，得到位于第一SiO2层上的PMMA圆环；
(3)对步骤(2)得到的产品的PMMA圆环一侧进行蒸镀银，然后利用剥离工艺(即lift off工艺)洗掉PMMA圆环，得到位于第一SiO2层上的具有空隙圆环的Ag层；
(4)对步骤(3)得到的产品的具有空隙的Ag层一侧进行蒸镀SiO2，则一部分SiO2分布在具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分SiO2分布在空隙圆环与第一SiO2层的连接面上，这两部分SiO2共同构成第二SiO2层；
(5)对步骤(4)得到的产品的位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层上，用EBL***勾划出2个等边三角形，这2个等边三角形的区域作为曝光区域，这2个等边三角形之外的区域用于写入PMMA光刻胶；而且，1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1nm～15nm；
(6)写入PMMA光刻胶并曝光之后，蒸镀银，然后利用lift off工艺洗掉PMMA光刻胶，得到由下到上的第一SiO2层、具有空隙圆环的Ag层、第二SiO2层以及位于第二SiO2层和2个等边三角形银片。
本发明中，对组分为SiO2的底板的大小和形状不作限定。
本发明中，步骤(1)勾划出的第一SiO2层的曝光区域可以是一个，也可以是多个，本领域技术人员可以根据需要进行选择。本领域常采用的方式是同时勾划出多处呈周期排列的第一SiO2层的曝光区域。
以下作为本发明所述方法的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
优选地，步骤(1)所述第一SiO2层的曝光区域为多个相同大小的正方形。
优选地，所述正方形的边长为1μm。
优选地，步骤(1)所述圆环区域的圆环宽度为50nm～200nm，优选为100nm。
优选地，步骤(1)所述圆环区域的圆环内径为0.37μm～0.45μm，圆环外径为0.47μm～0.55μm，此条件范围内，优选使圆环宽度为100nm。
优选地，步骤(1)所述圆环区域的圆环圆心和一个正方形的中心重合。
优选地，步骤(3)蒸镀银的厚度为0.1μm。
优选地，步骤(3)蒸镀银的厚度小于步骤(2)得到的产品中的PMMA圆环的厚度，防止蒸镀的Ag与原下层Ag圆环相互粘接无法实施剥离工艺。
优选地，步骤(3)蒸镀银的厚度是步骤(2)得到的产品中的PMMA圆环的厚度的一半，以有利于后续去除掉PMMA圆环以及蒸镀在PMMA圆环表面的SiO2。
优选地，步骤(4)蒸镀SiO2的厚度为0.04μm。
优选地，步骤(5)所述2个等边三角形的边长独立地为50nm～150nm，优选为120nm～140nm；
优选地，步骤(5)所述2个等边三角形为2个相同的等边三角形；
优选地，步骤(5)所述2个相同的等边三角形的边长为50nm～150nm，优选为120nm～140nm。
作为本发明所述方法的优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)在组分为SiO2的底板上，利用电子束曝光(EBL)***勾划出边长为1μm的正方形作为第一SiO2层的曝光区域，并在该曝光区域内留出圆环区域不用于曝光而用于写入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光刻胶；
(2)写入PMMA光刻胶并曝光之后，得到第一SiO2层，以及位于第一SiO2层上PMMA圆环；
(3)对步骤(2)得到的产品的PMMA圆环一侧进行蒸镀银，然后利用lift off工艺洗掉PMMA圆环，得到位于第一SiO2层上的具有空隙圆环的Ag层；
(4)对步骤(3)得到的产品的具有空隙圆环的Ag层一侧进行蒸镀SiO2，则一部分SiO2分布在具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分SiO2分布在空隙圆环与第一SiO2层的连接面上，这两部分SiO2共同构成第二SiO2层；
(5)对步骤(4)得到的产品的位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层上，用EBL***勾划出2个相同的等边三角形，这2个相同的等边三角形的区域作为曝光区域，这2个相同的等边三角形之外的区域用于写入PMMA光刻胶；而且，2个相同的等边三角形呈顶点相对设置，相对的这两个顶点位于正方形的一条中轴线上，且位于正方形的另一条中轴线的两侧并对称；
优选地，所述相对的这两个顶点分别在各自的等边三角形中所对的边是平行的，且与正方形的一边也平行；
优选地，所述相对的这两个顶点的距离为1nm～15nm，优选为1nm～10nm。
(6)写入PMMA光刻胶并曝光之后，蒸镀银，然后利用lift off工艺洗掉PMMA光刻胶，得到由下到上的第一SiO2层、具有空隙圆环的Ag层、第二SiO2层和2个相同的等边三角形银片。
优选地，步骤(6)所述蒸镀银的厚度为0.04μm。
优选地，步骤(6)所述蒸镀银的厚度小于步骤(6)写入的PMMA光刻胶的厚度，防止蒸镀的Ag与原下层Ag圆环相互粘接无法实施剥离工艺。
优选地，步骤(6)所述蒸镀银的厚度为步骤(6)写入的PMMA光刻胶的厚度的一半，以有利于后续去除掉PMMA光刻胶以及蒸镀在PMMA光刻胶表面的Ag。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过将具有空隙圆环的Ag层和最顶层的一对等边三角形银片配合作用，并调整1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离，可以配合性地大幅提高本发明的SERS基底的灵敏度和拉曼放大性能。本发明的SERS基底的最大拉曼信号增强倍数最高可达到1013，平均拉曼信号增强倍数可达到106，具有较好的拉曼增强效果。
(2)本发明的制备方法简单、易操作，易工业化规模生产，成本低，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1a是实施例1步骤(1)得到的产品的主视图，其中，1’代表组分为SiO2的底板；
图1b是实施例1步骤(1)得到的产品的沿图1a中AA’的剖面图，其中，1’代表组分为SiO2的底板；
图2a是实施例1步骤(2)得到的产品的主视图，其中，1代表第一SiO2层，2代表PMMA圆环；
图2b是实施例1步骤(2)得到的产品沿图2b中BB’的剖面图，其中，1代表第一SiO2层，2代表PMMA圆环；
图3a是实施例1步骤(3)得到的产品的主视图，其中，2’代表Ag层；
图3b是实施例1步骤(3)得到的产品沿图3a中CC’的剖面图，其中，1代表第一SiO2层，2代表PMMA圆环，2’代表Ag层；
图4a是实施例1步骤(4)得到的产品的主视图，其中，3代表具有空隙圆环的Ag层；
图4b是实施例1步骤(4)得到的产品沿图4a中DD’的剖面图，其中，1代表第一SiO2层，3代表具有空隙圆环的Ag层；
图5a是实施例1步骤(5)得到的产品的主视图，其中，4代表第二SiO2层；
图5b是实施例1步骤(5)得到的产品沿图5a中EE’的剖面图，其中，1代表第一SiO2层，3代表具有空隙圆环的Ag层，4代表第二SiO2层；
图6a是实施例1步骤(6)得到的产品的主视图，其中，4代表第二SiO2层，5代表等边三角形银片；
图6b是实施例1步骤(6)得到的产品沿图6a中FF’的剖面图，其中，1代表第一SiO2层，3代表具有空隙圆环的Ag层，4代表第二SiO2层，5代表等边三角形银片；
其中，1’代表的组分为SiO2的底板的形状和尺寸是不作限定的，为了画图方便进行了简化；1代表的第一SiO2层的形状和尺寸也是不作限定的，为了画图方便进行了简化。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种表面增强拉曼散射SERS基底，所述SERS基底由从下到上的0.12μm厚的第一SiO2层1、0.1μm厚的具有空隙圆环的Ag层3、0.04μm厚的第二SiO2层4以及2个相同的0.04μm厚的等边三角形银片5(边长为127nm)构成；
其中，第一SiO2层1、具有空隙圆环的Ag层3和第二SiO2层4为相同大小的正方形，且正方形的边长为1μm。
具有空隙圆环的Ag层3中，空隙圆环的圆环内径为0.37μm，外径为0.47μm，则空隙圆环的宽度为100nm；该空隙圆环的圆心与具有空隙圆环的Ag层的中心重合。
2个相同的等边三角形呈顶点相对设置，相对的这两个顶点位于正方形的一条中轴线上，且位于正方形的另一条中轴线的两侧并对称；所述相对的这两个顶点分别在各自的等边三角形中所对的边是平行的，且与正方形的一边也平行；所述相对的这两个顶点的距离为10nm。
制备方法：
(1)在厚度为0.12μm且组分为SiO2的底板1’上，利用电子束曝光(EBL)***勾划出1μm×1μm的正方形作为第一SiO2层1的曝光区域，并在该曝光区域内留出内径为0.37μm，外径为0.47μm的圆环区域不用于曝光而用于写入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光刻胶，该圆环区域的圆心与1μm×1μm的正方形作为的第一SiO2层的曝光区域的中心重合，得到的产品的主视图参见图1a，沿AA’的剖面图参见图1b；
(2)写入PMMA光刻胶，写入厚度为0.25μm，并曝光之后，得到位于第一SiO2层1上的PMMA圆环2，得到的产品的主视图参见图2a，沿BB’的剖面图参见图2b；
(3)对步骤(2)得到的产品的PMMA圆环2一侧蒸镀0.1μm厚的银，得到由第一SiO2层1和PMMA圆环2构成的复合体，以及沉积在该复合体上的Ag层2’；得到的产品的主视图参见图3a，沿CC’的剖面图参见图3b；
(4)然后利用lift off工艺洗掉PMMA圆环2，得到第一SiO2层1，以及位于第一SiO2层上的具有空隙圆环的Ag层3(1μm×1μm的正方形)，得到的产品的主视图参见图4a，沿CC’的剖面图参见图4b；
(5)对步骤(4)得到的产品的具有空隙圆环的Ag层3一侧蒸镀0.04μm厚的SiO2，则一部分SiO2分布在具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分SiO2分布在空隙圆环与第一SiO2层的连接面上，这两部分SiO2共同构成第二SiO2层4；得到的产品的主视图参见图5a，沿DD’的剖面图参见图5b；
(6)对步骤(5)得到的产品的位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层4上，用EBL***勾划出2个相同的等边三角形，这2个等边三角形的区域作为曝光区域，这2个相同的等边三角形之外的区域用于写入PMMA光刻胶；而且，2个相同的等边三角形边为127nm；2个相同的等边三角形呈顶点相对设置，相对的这两个顶点位于正方形的一条中轴线上，且位于正方形的另一条中轴线的两侧并对称；所述相对的这两个顶点分别在各自的等边三角形中所对的边是平行的，且与正方形的一边也平行；所述相对的这两个顶点的距离为10nm；
然后写入PMMA光刻胶并曝光，写入的PMMA光刻胶的厚度为0.06μm，蒸镀0.04μm的银，再利用lift off工艺洗掉PMMA光刻胶，得到由下到上的0.12μm厚的第一SiO2层1、0.1μm厚的具有空隙圆环的Ag层3、0.04μm厚的第二SiO2层4以及位于第二SiO2层上的2个0.04μm厚的相同的等边三角形银片5，得到的产品的主视图参见图6a，沿FF’的剖面图参见图6b。
检测结果：本实施例的SERS基底的最大拉曼信号增强倍数为1.33*1013。
实施例2
本实施例提供一种SERS基底，所述基底除2个相同的等边三角形的底边为140nm之外，其他内容与实施例1中的SERS相同。
本实施例的SERS基底的制备方法，所述方法中除步骤(6)中等边三角形底边为140nm之外，其他制备方法和条件与实施例1相同。
检测结果：本实施例的SERS基底的最大拉曼信号增强倍数为4.47*1012。
实施例3
本实施例提供一种SERS基底，除所述基底除空隙圆环的内径为0.45μm，外径为0.55μm外，其他内容与实施例1中的SERS相同。
本实施例的SERS基底的制备方法，所述方法中除步骤(1)中圆环区域的内径为0.45μm，外径为0.55μm之外，其他制备方法和条件与实施例1相同。
检测结果：本实施例的SERS基底的最大拉曼信号增强倍数为8.89*1012。
实施例4
本实施例提供一种SERS基底，除相对的这两个顶点的距离为5nm之外，其他内容与实施例1中的SERS相同。
本实施例的SERS基底的制备方法，所述方法中除步骤(6)相对的这两个顶点的距离为5nm之外，其他制备方法和条件与实施例1相同。
检测结果：本实施例的SERS基底的最大拉曼信号增强倍数为8.53*1012。
实施例5
本实施例提供一种SERS基底，除相对的这两个顶点的距离为9nm之外，其他内容与实施例1中的SERS相同。
本实施例的SERS基底的制备方法，所述方法中除步骤(6)相对的这两个顶点的距离为9nm之外，其他制备方法和条件与实施例1相同。
检测结果：本实施例的SERS基底的最大拉曼信号增强倍数为1.1*1013。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种表面增强拉曼散射SERS基底，其特征在于，所述SERS基底由从下到上的第一SiO2层、具有空隙圆环的Ag层、第二SiO2层和2个等边三角形银片构成，
其中，所述第二SiO2层由两部分构成：一部分位于具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分位于空隙圆环与第一SiO2层的连接面上；
所述2个等边三角形银片均位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层上，且1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1nm～15nm。
2.根据权利要求1所述的SERS基底，其特征在于，1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1nm～10nm；
优选地，所述2个等边三角形为2个相同的等边三角形；
所述具有空隙圆环的Ag层和第二SiO2层为相同大小的正方形；
优选地，所述正方形的边长为1μm。
3.根据权利要求1或2所述的SERS基底，其特征在于，所述空隙圆环的空隙宽度为50nm～200nm，优选为100nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的SERS基底，其特征在于，所述空隙圆环的内径为0.37μm～0.45μm，外径为0.47μm～0.55μm；
优选地，所述空隙圆环的圆心和所述具有空隙圆环的Ag层的中心重合；
优选地，所述具有空隙圆环的Ag层的厚度为0.1μm；
优选地，所述第二SiO2层的厚度为0.04μm；
优选地，所述2个等边三角形银片的厚度均为0.04μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的SERS基底，其特征在于，所述2个等边三角形的边长独立地为50nm～150nm，优选为120nm～140nm；
优选地，是2个等边三角形为2个相同的等边三角形，且边长为50nm～150nm，优选为120nm～140nm。
6.根据权利要求5所述的SERS基底，其特征在于，2个相同的等边三角形银片呈顶点相对设置，相对的这两个顶点位于正方形的一条中轴线上，且位于正方形的另一条中轴线的两侧并对称；
优选地，所述相对的这两个顶点分别在各自的等边三角形中所对的边是平行的，且与正方形的一边也平行；
优选地，所述相对的这两个顶点的距离为1nm～15nm，优选为1nm～10nm。
7.如权利要求1-6任一项所述的SERS基底的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在组分为SiO2的底板上，利用电子束曝光(EBL)***勾划出第一SiO2层的曝光区域，并在该曝光区域内留出圆环区域不用于曝光而用于写入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光刻胶；
(2)写入PMMA光刻胶并曝光之后，得到位于第一SiO2层上PMMA圆环；
(3)对步骤(2)得到的产品的PMMA圆环一侧进行蒸镀银，然后利用剥离工艺洗掉PMMA圆环，得到位于第一SiO2层上的具有空隙圆环的Ag层；
(4)对步骤(3)得到的产品的具有空隙圆环的Ag层一侧进行蒸镀SiO2，则一部分SiO2分布在具有空隙圆环的Ag层的表面，另一部分SiO2分布在空隙圆环与第一SiO2层的连接面上，这两部分SiO2共同构成第二SiO2层；
(5)对步骤(4)得到的产品的位于空隙圆环内径区域的第二SiO2层上，用EBL***勾划出2个等边三角形，这2个等边三角形的区域作为曝光区域，这2个等边三角形之外的区域用于写入PMMA光刻胶；而且，1个等边三角形银片的顶点与另1个等边三角形的顶点的最小距离在1nm～15nm；
(6)写入PMMA光刻胶并曝光之后，蒸镀银，然后利用lift off工艺洗掉PMMA光刻胶，得到由下到上的第一SiO2层、具有空隙圆环的Ag层、第二SiO2层和2个等边三角形银片。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一SiO2层的曝光区域为相同大小的正方形；
优选地，所述正方形的边长为1μm；
优选地，步骤(1)所述圆环区域的圆环宽度为50nm～200nm，优选为100nm；
优选地，步骤(1)所述圆环区域的圆环内径为0.37μm～0.45μm，圆环外径为0.47μm～0.55μm；
优选地，步骤(1)所述圆环区域的圆环圆心和一个正方形的中心重合；
优选地，步骤(3)蒸镀银的厚度为0.1μm；
优选地，步骤(3)蒸镀银的厚度小于步骤(2)得到的产品中的PMMA圆环的厚度；
优选地，步骤(3)蒸镀银的厚度为步骤(2)得到的产品中的PMMA圆环的厚度的一半；
优选地，步骤(4)蒸镀SiO2的厚度为0.04μm；
优选地，步骤(5)所述2个等边三角形的边长独立地为50nm～150nm，优选为120nm～140nm；
优选地，步骤(5)所述2个等边三角形为2个相同的等边三角形；
优选地，步骤(5)所述2个相同的等边三角形的边长为50nm～150nm，优选为120nm～140nm。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述2个相同的等边三角形呈顶点相对设置，相对的这两个顶点位于正方形的一条中轴线上，且位于正方形的另一条中轴线的两侧并对称；
优选地，所述相对的这两个顶点分别在各自的等边三角形中所对的边是平行的，且与正方形的一边也平行；
优选地，所述相对的这两个顶点的距离为1nm～15nm，优选为1nm～10nm。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(6)所述蒸镀银的厚度为0.04μm；
优选地，步骤(6)所述蒸镀银的厚度小于步骤(6)写入的PMMA光刻胶的厚度；
优选地，步骤(6)所述蒸镀银的厚度为步骤(6)写入的PMMA光刻胶的厚度的一半。
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