利用各种形貌的贵金属纳米颗粒制备的表面增强拉曼（SERS）检测基底，在材料、分析化学、生命科学等领域具有巨大的应用潜力。然而，如何精确定制设计纳米颗粒的尺寸形状和颗粒间耦合作用以实现显著增强的SERS信号始终是SERS研究中的长期挑战。另外，目前由各向异性Au纳米颗粒构成的SERS基底多呈无序阵列，无法实现SERS的定量检测，而Au 纳米颗粒的长程有序组装通常需要用到含巯基的聚合物配体，导致其需要经过复杂后处理才能作为SERS基底。

近日，复旦大学董安钢、杨东、李同涛教授团队以金纳米双锥颗粒（Au BPs）为构建基元，利用含胺基的聚合物配体对其进行表面修饰，并基于气液界面组装策略实现了宏观二维超晶格薄膜的可控构筑，并通过调变颗粒溶液中自由配体的浓度对超晶格中纳米双锥的尖端排列构型进行了有效调控。该二维超晶格无需任何后处理即可作为SERS基底，展现出优异的SERS性能。

该团队成功制备出了尺寸达1.3 × 1.3 cm²级的有序超晶格膜。晶畴内Au BPs沿长轴紧密排列，相邻Au BPs的二维投影以一定面积（S_2D）相互重叠；每一个Au BP的其中一个尖端位于相邻Au BP尖端的下方，另一尖端以特定角度（θ）向上挤出。电子衍射花样证明了2D SLs的长程有序性。

组装过程中引入游离配体的策略可精确调控二维超晶格中的Au BPs的尖端排列，S_2D和θ均发生显著变化。随游离配体的数量增加，二维超晶格的平面对称性由cm逐渐转变为cmm，实现了从尖端倾斜翘起超晶格（tilted SLs）到尖搭尖超晶格（tip-on-tip SLs）和尖对尖超晶格（tip-to-tip SLs）的结构转变。

通过考察不同尖端排列结构的二维超晶格的SERS性能，发现尖搭尖超晶格由于Au BPs尖端之间极小的纳米间隙（~3.6 nm），展现出高达1.95 ×10⁸的增强因子。有限元分析（FEM）通过模拟局域电磁场强度分布进一步强调了Au BPs本身引起的尖端效应和尖端之间强烈耦合共同作用，导致热点的显著提升。

尖搭尖超晶格的大面积有序性有助于提高SERS检测信号的均匀性和稳定性，在5× 5 μm²区域内SERS信号的相对标准偏差仅为4.46%，而且该信号强度可至少保持4个月。此外，尖搭尖超晶格还展现了作为SERS基底的简单易用性。

该项工作不仅为精确调控二维超晶格中Au BPs尖端排列、增强其SERS性能提供了一种简单有效的方法，并且为设计和优化基于超晶格的体系及其应用提供了更多可能性。