【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太赫兹波超表面传感器，更具体的说是涉及一种基于fano共振集成纳米银传感器及其制备方法。
技术介绍
1、太赫兹(thz)波的波长为0.03-3mm之间，其波长范围涵盖了反映物质结构和性质的指纹光谱，因此其在生物医学、食品安全、环境检测等领域具有重要的潜在传感应用。由于thz源功率低，直接应用探测的灵敏度和可靠性不高，并且thz的波长与目标分析物的分子大小不匹配，难以实现强电磁响应，导致检测灵敏度受限。
2、fano共振是由亮模式和暗模式之间的电磁近场耦合引起的，这种耦合可以通过结构的对称性破坏或结构之间的间隙大小来控制。fano共振会产生强的电场局域效应，因此介电环境的微小的变化会导致透射光谱产生较大的变化。由于纳米银颗粒聚集在电场中会产生尖端效应，使表面局域电场增强，增强分析物与thz波之间的相互作用。然而基于fano共振集成纳米银的超表面传感研究还很少。目前关于啶虫脒的检测无法实现低浓度测量，且常规检测方法效率低，耗时久。张红艳等(荧光适配体生物传感器的构建及用于检测中药饮片中的啶虫脒)构建了一种基于纳米金(aunps)和碳量子点(cqds)的荧光适配体传感方法，并用于啶虫脒的快速检测，检出限为8.31μg/ml。马立鑫等(表面增强拉曼光谱法同时检测果汁中的啶虫脒和福美双)利用sers技术的峰尖锐、峰宽窄的特点，结合金银合金纳米颗粒基底可实现果汁中啶虫脒和福美双的同时定量检测，啶虫脒的最低检测限为0.42231mg/l。
3、因此，如何提供一种基于fano共振集成纳米银颗粒的传感器快速检
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的缺点和不足，本专利技术提供了一种基于fano共振集成纳米银颗粒的传感器及其制备方法，用于实现高灵敏检测。纳米银会增强金属结构之间的局域电场，使结构对表面的介电环境变化更为敏感。当啶虫脒滴加到结构表面时，使传感器表面的介电环境发生了微小的变化，这使得fano共振的振幅发生了变化，并且随着集成的纳米银含量的增加，传感器的在检测啶虫脒时的振幅变化更明显。最后通过fano共振的振幅变化实现超灵敏的定性检测。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于fano共振集成纳米银传感器，包括：石英基底层，以及在所述石英基底层上依次生长的聚酰亚胺介质层、金属谐振单元层、纳米银颗粒层和啶虫脒层；太赫兹波从传感器上方入射到传感器表面。
4、优选的，所述金属谐振单元结构包括铝结构单元，单元结构为周期性排列；所述铝结构单元包括有两个非对称开口的矩形谐振环。
5、优选的，所述金属谐振单元的周期p＝200μm，开口大小d＝8μm，金属线宽w＝6μm，上方开口向x正方向偏移16μm，内侧矩形的边长l＝48μm。
6、优选的，所述太赫兹波从传感器上方垂直入射到传感器表面。
7、上述技术方案的有益效果是：本专利技术设计的金属谐振单元可以增强啶虫脒和thz之间的相互作用，并且随着纳米银颗粒的添加，局部场强会得到明显的增强，啶虫脒与thz波和金属谐振单元之间的相互作用也会增强，实现低浓度快速检测效果。
8、本专利技术还提供了上述的一种基于fano共振集成纳米银传感器的制备方法，包括以下步骤：
9、(1)在石英基底层上旋涂聚酰亚胺介质，烘烤，生成聚酰亚胺介质层；
10、(2)在聚酰亚胺介质层上旋涂光刻胶，然后溅射金属结构，生成金属谐振单元层；
11、(3)在金属谐振单元层上滴加纳米银溶液，蒸发水分，得到纳米银颗粒层；
12、(4)在纳米银颗粒层上滴加啶虫脒溶液，得到啶虫脒层。
13、优选的，步骤(3)中所述纳米银溶液的用量为10-30μl。
14、优选的，步骤(4)中所述滴加啶虫脒溶液的具体操作为：
15、1)在纳米银颗粒层上滴加一次啶虫脒溶液，得到c1；
16、2)待水分完全蒸发后，继续滴加一次等量的啶虫脒溶液，得到c2；重复上述步骤，得到ci，i＝1～9。
17、优选的，所述啶虫脒溶液每次的用量为25μl。
18、本专利技术还提供了上述的一种基于fano共振集成纳米银传感器在检测啶虫脒中的应用。
19、上述的一种基于fano共振集成纳米银传感器在检测啶虫脒中的应用，所述传感器对啶虫脒的检测限为100pg/ml。
20、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术一种基于fano共振集成纳米银传感器及其制备方法，具有以下有益效果：
21、(1)本专利技术提出了一种基于fano共振集成纳米银颗粒传感器，可以用于太赫兹区域对啶虫脒的高灵敏定性检测。通过fano共振与纳米银粒子的尖端效应相结合，对超表面的表面电场产生局域增强，实现了对啶虫脒的超灵敏检测。该传感器对啶虫脒的检测限为100pg/ml，调制深度为24.8％，为化学和生物传感中的痕量检测奠定了良好的基础。
22、(2)本专利技术对啶虫脒的超灵敏检测是利用fano共振的独特的电磁响应以及纳米银对表面电场的增强以及表面介电环境的微弱变化共同实现的。由金属结构单元构成的fano共振超表面，可以对超表面结构表面的介电环境的微小变化产生响应，在结构表面添加纳米银颗粒后，由于纳米金属颗粒的尖端效应，会增强金属结构表面的局域电场，使thz波和啶虫脒之间的相互作用增强，提升传感器的传感性能，并且随着添加的纳米银颗粒的增加，传感器的性能也会随着提升。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于Fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，包括：石英基底层，以及在所述石英基底层上依次生长的聚酰亚胺介质层、金属谐振单元层、纳米银颗粒层和啶虫脒层；太赫兹波从传感器上方入射到传感器表面。
2.根据权利要求1所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，所述金属谐振单元结构包括铝结构单元，单元结构为周期性排列；所述铝结构单元包括有两个非对称开口的矩形谐振环。
3.根据权利要求2所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，所述金属谐振单元的周期p＝200μm，开口大小d＝8μm，金属线宽w＝6μm，上方开口向x正方向偏移16μm，内侧矩形的边长l＝48μm。
4.根据权利要求1所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，所述太赫兹波从传感器上方垂直入射到传感器表面。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述纳米银
7.根据权利要求5所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述滴加啶虫脒溶液的具体操作为：
8.根据权利要求7所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器的制备方法，其特征在于，所述啶虫脒溶液每次的用量为25μL。
9.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器在检测啶虫脒中的应用。
10.根据权利要求9所述的一种基于Fano共振集成纳米银传感器在检测啶虫脒中的应用，其特征在于，所述传感器对啶虫脒的检测限为100pg/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，包括：石英基底层，以及在所述石英基底层上依次生长的聚酰亚胺介质层、金属谐振单元层、纳米银颗粒层和啶虫脒层；太赫兹波从传感器上方入射到传感器表面。
2.根据权利要求1所述的一种基于fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，所述金属谐振单元结构包括铝结构单元，单元结构为周期性排列；所述铝结构单元包括有两个非对称开口的矩形谐振环。
3.根据权利要求2所述的一种基于fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，所述金属谐振单元的周期p＝200μm，开口大小d＝8μm，金属线宽w＝6μm，上方开口向x正方向偏移16μm，内侧矩形的边长l＝48μm。
4.根据权利要求1所述的一种基于fano共振集成纳米银传感器，其特征在于，所述太赫兹波从传感器上方垂直入射到传感器表面。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫昕，张瑞，梁兰菊，武桂芳，姚海云，李振华，
申请(专利权)人：枣庄学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。