一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法技术

一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，包括：在所述微悬臂梁上制备局域等离激元结构、采集因光激励微悬臂梁振动所发出的振动信号。金属纳米颗粒将吸收的光能转化为电子谐振的动能，继而通过晶格对电子的散射把这一能量转化为晶格的振动能。金纳米颗粒也可使微悬臂梁的有效质量增加从而可以提高其品质子，这可以有效提高微悬臂梁传感器的探测精度和分辨率。另外，结合了等离激元的微悬臂梁也可以作为一个性能优良的光功率计，检测限可达pm/nW。本发明专利技术有效解决了光激发微悬臂梁振动效率低的问题，且简洁方便，对基于光激发微悬臂梁振动的发展及应用具有重要的实用价值。

Method for improving vibration energy conversion efficiency of photothermal excitation micro cantilever beam by using local plasmon structure

A plasmonic photothermal excitation structure to improve microcantilever energy conversion efficiency method, using the local etc. including: in the micro cantilever preparation localized plasmon vibration signal acquisition structure, because of optical excitation vibration of micro cantilever issued. The metal nanoparticles convert the absorbed light energy into the kinetic energy of the electron resonance, and then convert the energy into the vibrational energy of the lattice by scattering electrons from the lattice. The gold nanoparticles can also increase the effective mass of the micro cantilever, thereby enhancing the proton content of the micro cantilever, which can effectively improve the detection precision and resolution of the microcantilever sensor. In addition, the microcantilever with plasmon polaritons can also be used as an excellent optical power meter with a detection limit of pm/nW. The invention effectively solves the problem that the vibration efficiency of the light excited micro cantilever beam is low, and is simple and convenient, and has important practical value for the development and application of the vibration of the light excited microcantilever based on the light.

【技术实现步骤摘要】
一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法
本专利技术涉及一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，属于微机电器件振动的

技术介绍
微悬臂梁传感器因对微小信号具有检测灵敏度高的特点而在生物、化学、力学、质量等检测领域得到了广泛的应用。高性能微悬臂梁传感器应用的前提条件在于对微悬臂梁的有效激励。到目前为止，已经研发了各种激发方法。其中，光热激发由于具有远程非接触的特点而在高速、高分辨率和定量分析中应用广泛，特别是在其它技术不容易应用的液体或恶劣环境。然而，光热激发的激发效率较低。输入光功率必须足够高才可以有效地激励微悬臂梁振动，过高的激光功率有可能导致机械非线性，频移，甚至光学损伤。为了有效激发微悬臂梁振动，通常需要在其表面镀一层金属以利用两层材料的热膨胀系数差产生振动。但是这种能量转换效率的增幅有限，且降低了悬臂梁的品质因子，使其探测灵敏度降低。等离子体是金属表面自由电子随入射光子同频率集体振荡产生的一种表面束缚的电磁波，等离子体纳米结构具有丰富光学性质。金属纳米颗粒将吸收的光能转化为电子谐振的动能，继而通过晶格对电子的散射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，其特征在于，该方法包括：在所述微悬臂梁上制备局域等离激元结构、采集因光激励微悬臂梁振动所发出的振动信号。

【技术特征摘要】
1.一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，其特征在于，该方法包括：在所述微悬臂梁上制备局域等离激元结构、采集因光激励微悬臂梁振动所发出的振动信号。2.根据权利要求1所述的一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，其特征在于，在所述微悬臂梁上制备局域等离激元结构的方法包括：对微悬臂梁在真空中溅射金属膜、然后在氮气氛围对所述微悬臂梁进行退火处理：在微悬臂梁表面形成金属纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，其特征在于，所述的金属膜为金膜；所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒。4.根据权利要求3所述的一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，其特征在于，所述对微悬臂梁在真空中溅射金膜的具体方法为：利用真空溅射仪对微悬臂梁在真空中溅射金膜，真空度设置为10mbar，电流为10mA，溅射时间为30-240s，优选的，所述溅射时间分别为30s，60s，90s，120s，240s。5.根据权利要求4所述的一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方法，其特征在于，在氮气氛围对所述微悬臂梁进行退火处理的方法为，退火温度为500℃。6.根据权利要求1所述的一种利用局域等离激元结构提高光热激发微悬臂梁振动能量转换效率的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铎，高乃坤，赵东方，贾冉，颜为山，张玲，张冬冬，罗雯耀，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37