表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）技術(shù)是一種基于光譜學(xué)的生物化學(xué)傳感技術(shù)，因其具備超高靈敏度和痕量探測能力，在醫(yī)學(xué)診斷、食品安全和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。近年來，無等離激元SERS傳感器因其高生物兼容性、高穩(wěn)定性和低成本等優(yōu)勢備受關(guān)注。然而，如何進(jìn)一步提升無等離激元SERS的探測靈敏度以實現(xiàn)單分子級別檢測，仍然是該領(lǐng)域面臨的核心挑戰(zhàn)之一。

二維材料因其獨特的量子效應(yīng)、原子級缺陷、高活性邊緣等特性，被認(rèn)為是構(gòu)建高性能無等離激元SERS傳感器的理想基礎(chǔ)材料。針對這一研究方向，我院低維電子器件團(tuán)隊提出了一種創(chuàng)新的機(jī)械–化學(xué)活化策略，成功設(shè)計并制造了一種基于二維MnPS₃的無等離激元SERS傳感器。

在這一工作中，團(tuán)隊首先通過在二維MnPS₃表面構(gòu)建褶皺結(jié)構(gòu)，大幅增強(qiáng)了光與物質(zhì)之間的相互作用；隨后，通過化學(xué)基團(tuán)修飾，顯著提高了傳感器與目標(biāo)分子之間的電荷轉(zhuǎn)移效率。這兩種修飾方式的協(xié)同作用極大地提升了傳感器的性能。實驗結(jié)果表明，通過這一機(jī)械–化學(xué)活化策略，團(tuán)隊實現(xiàn)了對生物化學(xué)分子濃度低至10^-19 M的探測極限，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

該研究成果為無等離激元SERS傳感器的設(shè)計提供了新思路，并進(jìn)一步拓展了SERS技術(shù)的應(yīng)用場景。相關(guān)成果以“Mechanochemical activation of 2D MnPS₃ for sub-attomolar sensing”為題發(fā)表在國際權(quán)威期刊Nature Communications上。陳文駿博士為本文第一作者和通訊作者，22級電子信息工程專業(yè)本科生桂佳寶為共同第一作者，共同通訊作者包括滕長久博士、趙仕龍博士，以及中國科學(xué)院院士、深圳理工大學(xué)成會明教授。其他校內(nèi)作者還包括23級新一代電子信息技術(shù)專業(yè)研究生翁湘潮、附屬口腔醫(yī)院趙本利老師、食品科學(xué)與工程學(xué)院曾新安教授、汪浪紅博士。佛山大學(xué)電子信息工程學(xué)院為論文的第一完成單位。