[發(fā)明專利]表面等離子體共振芯片及應用該芯片的傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210114149.3
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN103376244A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 祁志美;張喆;逯丹鳳;柳倩
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01N21/41
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種表面等離子體共振芯片，包括：

承載件；

敏感膜，形成于所述承載件的一表面，其材料為金銀合金。

2.根據(jù)權利要求1所述的表面等離子體共振芯片，其中，所述敏感膜上部呈多孔結構；

該多孔結構是由將敏感膜上部金銀合金中的全部或部分的銀組分脫去而形成。

3.根據(jù)權利要求2所述的表面等離子體共振芯片，其中，所述敏感膜上部金銀合金中的銀組分通過腐蝕液沿敏感膜厚度方向由外向內腐蝕而脫去。

4.根據(jù)權利要求2所述的表面等離子體共振芯片，其中，呈多孔結構的敏感膜上部的厚度占敏感膜總厚度的比例介于1/4至3/4之間。

5.根據(jù)權利要求2所述的表面等離子體共振芯片，還包括：

表面分子修飾層，形成于所述敏感膜的多孔結構內表面，用于實現(xiàn)特定分子的辨識。

6.根據(jù)權利要求5所述的表面等離子體共振芯片，其中，所述表面分子修飾層的材料為硫醇、氨基硅烷、抗體DNA、蛋白質、或有機聚合物。

7.根據(jù)權利要求1所述的表面等離子體共振芯片，還包括：

表面分子修飾層，形成于所述敏感膜的遠離所述承載件的一側，用于實現(xiàn)特定分子的辨識。

8.根據(jù)權利要求1所述的表面等離子體共振芯片，還包括：

多孔導波層，形成于所述敏感膜的遠離所述承載件的一側，用于產(chǎn)生光波導導模共振和吸附被測分子。

9.根據(jù)權利要求8所述的表面等離子體共振芯片，其中，所述多孔導波層為以下多孔薄膜層中的一種：多孔二氧化鈦薄膜、多孔二氧化硅薄膜、多孔三氧化二鋁薄膜、或多孔有機薄膜。

10.根據(jù)權利要求1所述的表面等離子體共振芯片，還包括：

過渡薄膜，形成于所述承載件和敏感膜之間，用于增強所述承載件和敏感膜之間的結合力。

11.根據(jù)權利要求10所述的表面等離子體共振芯片，其中，所述過渡薄膜的材料為鉻、鈦、鎳或鉭，其厚度介于1至5nm之間。

12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的表面等離子體共振芯片，其中：

所述承載件為：玻璃基板、硅基板、棱鏡、波浪形反射光柵或光波導；所述敏感膜，形成于所述承載件的上表面；或

所述承載件為：其底端面為傾斜鏡面的Y形光纖；所述敏感膜，形成于所述Y形光纖的底端面的傾斜鏡面上；或

所述承載件為：全部或部分的包層被去除，露出相應部分光纖芯的光纖；所述敏感膜，形成于所述光纖的相應部分光纖芯的表面。

13.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的表面等離子體共振芯片，其中，所述敏感膜的厚度介于30nm至100nm之間；

所述敏感膜中，銀組分的原子百分比分布在10％至90％范圍內。

14.根據(jù)權利要求13所述的表面等離子體共振芯片，其中，所述敏感膜的厚度為50nm；所述敏感膜中，銀組分的原子百分比為50％。

15.一種應用權利要求1至11中任一項所述表面等離子體共振芯片的傳感器，包括：

棱鏡耦合器；

偏振光源，位于所述棱鏡耦合器的第一側面；

光電探測器，位于所述棱鏡耦合器的第二側面；

表面等離子體共振芯片，其中所述承載件為透明基板，所述透明基板未形成敏感膜的一側通過耦合液與所述棱鏡耦合器的底面緊密接觸；

其中，所述偏振光源產(chǎn)生線性偏振光以預設入射角入射所述棱鏡耦合器的第一側面，在表面等離子體共振芯片的玻璃基板與敏感膜界面處發(fā)生全反射，反射光從棱鏡耦合器的第二側面輸出后被光電探測器接收。

16.根據(jù)權利要求15所述的傳感器，其中，所述棱鏡耦合器為直角棱鏡、半圓柱形棱鏡或半球形棱鏡；

當所述棱鏡耦合器為直角棱鏡時，其第一側面和第二側面分別為兩直角面，其底面為斜面；

當所述棱鏡耦合器為半圓柱形棱鏡或半球形棱鏡，其第一側面和第二側面分別為對稱的兩弧形面，其底面為半圓柱形棱鏡或半球形棱鏡的平面。

17.根據(jù)權利要求16所述的傳感器，其中，所述直角棱鏡為等腰直角棱鏡。