铝掺杂浓度调控AZO纳米棒增强SERS检测罗丹明6G和恩诺沙星的研究

本研究通过精准调控Al掺杂浓度（0-3.0 wt.%），开发了Ag修饰AZO纳米棒协同增强SERS（表面增强拉曼散射）性能的新策略。最优掺杂量（1.5 wt.%）通过调控载流子浓度和缺陷态密度，显著提升电荷转移（CT）效率，结合Ag纳米颗粒产生的电磁场（EM）"热点"，实现了对罗丹明6G（EF～8.9×109，LOD=10-12 M）和恩诺沙星（EF=4.6×105，LOD=0.005 ppm）的超灵敏检测，为食品安全监测提供新方法。

　　

亮点

本研究揭示了铝掺杂浓度对Ag/AZO纳米棒SERS性能的双重调控机制：1.5 wt.% Al掺杂通过莫斯-伯斯坦效应（Moss-Burstein effect）提升载流子浓度，同时优化缺陷介导的中间态，形成高效电荷转移（CT）路径；与Ag纳米颗粒的电磁场（EM）"热点"协同作用，实现罗丹明6G检测限达10^-12 M的突破性灵敏度。

光学特性

通过紫外-可见吸收光谱分析发现，随着Al掺杂量增加（0-1.5 wt.%），AZO纳米棒吸收边发生蓝移，证实了载流子浓度提升导致的费米能级上移。这种光学调制为CT过程提供了理想的能带匹配条件，显著增强了分析物分子的拉曼信号。

结论

采用湿化学法成功制备了纤锌矿结构的AZO纳米棒，1.5 wt.% Al掺杂样品展现出最优异的SERS增强性能。该研究为半导体掺杂工程调控CT-EM协同效应提供了范式，在食药残留检测领域具有重要应用价值。