一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用，属于局域表面等离子体传感器件技术领域。本发明专利技术提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。本发明专利技术提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件中，纳米结构的材料为Au或Au合金，耐高温性能好，同时耐腐蚀，可用于高温液相或气相环境中低浓度待检物质的实时检测，以满足高温环境中对生物、化学物质的快速特异性检测需求。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用
本专利技术涉及局域表面等离子体传感器件
，尤其涉及一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用。
技术介绍
表面增强拉曼散射光谱具有高特异性和高灵敏度，已广泛应用于基因检测、蛋白质识别、生物战剂探测、病毒和细菌的快速鉴定以及痕量爆炸物探测等领域。金属纳米粒子的局域表面等离子体共振效应可显著提高表面增强拉曼散射的增强因子(EF)及探测灵敏度。在已报道的文献中，表面增强拉曼光谱已达到单分子探测水平，金属纳米粒子产生的表面增强拉曼散射的增强因子可达1014～1015。然而，现有局域表面等离子体纳米传感器件仅适用于常温的液相或气相环境，未考虑高温高氧化性条件下的使用寿命，在高温环境下使用时易氧化、失效，难以完成高温、腐蚀性环境下的微量元素检测。因此，研发耐高温、耐腐蚀、高增强因子的局域表面等离子体纳米结构传感器件，在高温环境下得到高灵敏度的表面增强拉曼光谱，实现高温环境中对生物、化学物质的快速特异性检测需求，将具有极大的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用，该耐高温局域表面等离子体纳米传感器件具有耐高温性能，同时具有高灵敏度和高增强因子。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。优选的，所述岛状纳米结构在平行于基底表面方向的形状包括三角形或菱形。优选的，所述岛状纳米结构中，每个纳米结构单元的长度和宽度独立地为50～1000nm，厚度独立地为10～500nm。优选的，所述周期排列的形式为正交排列或六方排列，所述周期排列的周期为200～2000nm。优选的，所述基底包括石英片、玻璃片或蓝宝石基片。本专利技术提供了上述技术方案所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法，包括以下步骤：在基底上溅射Au或Au合金，得到Au膜或Au合金膜；在所述Au膜或Au合金膜上旋涂光刻胶，采用光刻掩模版进行SP光刻或接触式光刻，显影后形成周期排列的二维纳米结构阵列；去除裸露的Au膜或Au合金膜以及残余的光刻胶，得到耐高温局域表面等离子体纳米传感器件；或者，所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法，包括以下步骤：采用聚苯乙烯纳米球水溶液在基底表面进行自组装，得到周期排列的纳米球自组装阵列层；对所述周期排列的纳米球自组装阵列层进行刻蚀，将所得刻蚀后的纳米球作为掩模，以Au或Au合金为蒸镀材料，在所述刻蚀后的纳米球表面进行蒸镀，得到Au膜或Au合金膜；去除所述周期排列的纳米球自组装阵列层，得到耐高温局域表面等离子体纳米传感器件。优选的，所述光刻的方法为SP光刻法。优选的，所述自组装的方法为旋涂法、静电自组装法或漂移法。优选的，所述刻蚀的方法为反应离子刻蚀法。本专利技术提供了上述技术方案所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件或上述技术方案所述制备方法制备得到的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件在表面增强拉曼散射光谱检测中的应用。本专利技术提供了一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成，并且不同二维纳米结构阵列具有不同的LSPR传感波长；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。本专利技术提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件中，纳米结构的材料为Au或Au合金，耐高温性能好，同时耐腐蚀，可用于高温液相或气相环境中低浓度待检物质的实时检测，以满足高温环境中对生物、化学物质的快速特异性检测需求。本专利技术提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的局域表面等离子体共振波长为800nm左右，有利于提高器件的灵敏度和增强因子。附图说明图1为本专利技术采用镀膜-光刻-刻蚀方法制备耐高温局域表面等离子体纳米结构传感器件的流程图；图2为实施例1制备的耐高温局域表面等离子体纳米结构传感器件的扫描电镜图；图3为实施例2制备的耐高温局域表面等离子体纳米结构传感器件的扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。在本专利技术中，若无特殊说明，所需材料均为本领域技术人员熟知的市售商品。本专利技术提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件包括基底，所述基底优选包括石英片、玻璃片或蓝宝石基片。本专利技术对所述基底的厚度没有特殊的限定，选用本领域熟知的上述基底即可。本专利技术提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件包括层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构；所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。在本专利技术中，所述岛状纳米结构在平行于基底表面方向的形状优选包括三角形或菱形。本专利技术所述岛状纳米结构中，每个纳米结构单元的长度和宽度独立地为50～1000nm，优选为200～800nm，更优选为50～600nm，厚度独立地优选为10～500nm，更优选为100～400nm，进一步优选为200～300nm。在本专利技术中，所述周期排列的形式优选为正交排列或六方排列，所述周期排列的周期优选为200～2000nm，更优选为500～1500nm，进一步优选为800～1200nm。本专利技术提供了上述技术方案所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法，包括以下步骤：在基底上溅射Au或Au合金，得到Au膜或Au合金膜；在所述Au膜或Au合金膜上旋涂光刻胶，采用光刻掩模版进行SP光刻或接触式光刻，显影后形成周期排列的二维纳米结构阵列；去除裸露的Au膜或Au合金膜以及残余的光刻胶，得到耐高温局域表面等离子体纳米传感器件；或者，所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法，包括以下步骤：采用聚苯乙烯纳米球水溶液在基底表面进行自组装，得到周期排列的纳米球自组装阵列层；对所述周期排列的纳米球自组装阵列层进行刻蚀，将所得刻蚀后的纳米球作为掩模，以Au或Au合金为蒸镀材料，在所述刻蚀后的纳米球表面进行蒸镀，得到Au膜或Au合金膜；去除所述周期排列的纳米球自组装阵列层，得到耐高温局域表面等离子体纳米传感器件。作为本专利技术的一个方案，所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法(称为镀膜-光刻-刻蚀方法)，包括以下步骤：在基底上溅射Au或Au合金，得到Au膜或Au合金膜；在所述Au膜或Au合金膜上旋涂光刻胶，采用光刻掩模版进行SP光刻或接触式光刻，显影后形成周期排列的二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，其特征在于，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，其特征在于，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。


2.根据权利要求1所述的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，其特征在于，所述岛状纳米结构在平行于基底表面方向的形状包括三角形或菱形。


3.根据权利要求1或2所述的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，其特征在于，所述岛状纳米结构中，每个纳米结构单元的长度和宽度独立地为50～1000nm，厚度独立地为10～500nm。


4.根据权利要求1所述的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，其特征在于，所述周期排列的形式为正交排列或六方排列，所述周期排列的周期为200～2000nm。


5.根据权利要求1所述的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，其特征在于，所述基底包括石英片、玻璃片或蓝宝石基片。


6.权利要求1～5任一项所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基底上溅射Au或Au合金，得到Au膜或Au合金膜；
在所述Au膜或Au合金膜上旋涂光刻胶，采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀，李阳，
申请(专利权)人：江苏致微光电技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32