近日，山东师范大学蔡阳健教授团队与满宝元教授团队合作在国际知名期刊《Applied Physics Letters》和《The Journal of Physical Chemistry Letters》上分别发表题为“Laser-induced periodic surface structures on Fe-ion doped LN crystal for pyroelectric SERS analysis.”和“Study for Photo-Induced Enhanced Raman Spectroscopy with Laser-Induced Periodic Surface Structures on Lithium Niobate on Insulator”的研究论文。其中，发表在JPCL期刊的论文入选当期封面论文。两篇论文山东师范大学均为第一署名单位，论文第一作者为任莹莹教授，通讯作者为山东师范大学赵丽娜教授和李振副教授。

工作一

在该工作中，课题组利用飞秒激光加工技术在铁离子掺杂铌酸锂（FLN）晶体表面制备了大面积周期性纳米结构（LIPSS）并在其表面修饰银纳米颗粒，获得了新型的表面增强拉曼散射（SERS）基底。LIPSS结构通过电磁增强机制有效提升了基底的 SERS 性能。在恒温条件下，R6G的检测限为 10^-10 M。更为重要的是，课题组利用FLN 晶体的热释电效应进一步促进了基底与分子之间的电荷转移，使得R6G 的检测限降低至10^-11 M。因此，在单一基底上实现了电磁增强和化学增强的协同作用。利用该基底课题组实现了混合废水中目标分子方面的检测和区分。相关研究成果在环境保护、生物分析等领域具有潜在的应用价值。

以上工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金和山东省自然科学基金的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0214595

工作二

铌酸锂薄膜（LNOI）作为一种受关注的集成光电子平台，既保持了铌酸锂晶体的优秀光学特性，同时其本身具有的高折射率对比度等特点使其非常有希望应用在表面增强拉曼光谱（SERS）和光诱导增强拉曼光谱（PIERS）领域。因此，课题组利用飞秒激光加工技术，在LNOI表面加工激光诱导的周期性表面结构（LIPSSs），提出了一种新的LNOI-LIPSSs-AgNPs基底。该基底相比于没有LIPSSs结构的基底SERS信号增强3.7倍。更重要的是，LNOI-LIPSSs-AgNPs基底经过UV光预照射后，PIERS信号相比SERS信号增强8.1倍。课题组从电磁增强和化学增强两方面对SERS和PIERS的增强机理进行了全面分析。此外，制备的PIERS基底具有制备效率高、长期稳定性、探测分子普适性以及多循环自清洁能力等特性。相关研究成果在分析科学等领域具有潜在的应用价值。

以上研究得到国家重点研发计划，国家自然科学基金，山东省自然科学基金等资助。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.4c01141