[發明專利]單晶鈀納米線表面等離子體氫氣傳感器及其制備與使用

有效

• 申請號: 201310196991.0
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103308488A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 谷付星;郝強;陳杰;曾和平
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種單晶鈀納米線表面等離子體氫氣傳感器，其特征在于：第一拉錐微納光纖通過第一倏逝波耦合區與單根單晶鈀納米線的一端相連，第二拉錐微納光纖通過第二倏逝波耦合區與單根單晶鈀納米線的另一端相連，形成傳輸光信號變化的光學氣體傳感器。

2.根據權利要求1所述的單晶鈀納米線表面等離子體氫氣傳感器，其特征在于：所述的第一拉錐微納光纖和第二拉錐微納光纖的尖端直徑一致，為0.1?1?μm。

3.根據權利要求1所述的單晶鈀納米線表面等離子體氫氣傳感器，其特征在于：所述的第一倏逝波耦合區、第二倏逝波耦合區的長度小于3?μm。

4.根據權利要求1所述的單晶鈀納米線表面等離子體氫氣傳感器，其特征在于：所述的單根單晶鈀納米線直徑為30?500?nm，長度為5?50?μm。

5.一種根據權利要求1所述的單晶鈀納米線表面等離子體氫氣傳感器的制備方法，其特征在于，步驟如下：

1)首先利用氣相-液相-固相法制備法單根單晶鈀納米線；?

2)?然后在顯微鏡下對制備好的單根單晶鈀納米線進行切斷和轉移微操作，把單根單晶鈀納米線放置在襯底上，并通過微操作放置成需要的形狀；然后放入一個密封容器里面；

3)用高溫拉伸法拉制出尖端直徑在0.1?1μm的第一拉錐微納光纖和第二拉錐微納光纖；

4)把上述兩根拉錐微納光纖伸入到密封容器里面，在光學顯微鏡下操縱第一拉錐微納光纖，通過倏逝波耦合區把光輸入到單根單晶鈀納米線的一端，激發單根單晶鈀納米線中的表面等離子體信號并使表面等離子體信號沿著單根單晶鈀納米線向另一端傳輸；用第二拉錐微納光纖在單根單晶鈀納米線的另一端通過倏逝波耦合區把經過單根單晶鈀納米線傳導的表面等離子體信號輸出，以形成傳輸光信號變化的光學氣體傳感器。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中制備所述的單根單晶鈀納米線的步驟如下：

在管式高溫爐的石英管內，先將盛有鈀粉的石英舟放置在管式高溫爐中間的高溫區，再將單晶藍寶石片放置在管式高溫爐的降溫區；石英管兩端密封；然后通氬氣除去石英管中的氧氣，氬氣氣流為200-900?ml/min；同時打開真空泵抽真空保持石英管內的壓強為200-1000?Pa；然后以40℃每分鐘的速度升溫到1200-1300℃，鈀蒸氣在單晶藍寶石片上生長出單晶鈀納米線。

7.一種根據權利要求1所述的單晶鈀納米線表面等離子體氫氣傳感器的使用方法，其特征在于，步驟如下：

1）把光輸入到第一拉錐微納光纖，激發單根單晶鈀納米線的表面等離子體信號輸出；

2）當待檢測的氫氣分子接觸單根單晶鈀納米線時，滲透進單根單晶鈀納米線里面，引起單根單晶鈀納米線的折射率和吸收帶的變化，進而影響通過單根單晶鈀納米線納米線的表面等離子體信號的強度變化；

3）上述表面等離子體信號的強度變化通過第二拉錐微納光纖被探測器檢測。

8.根據權利要求7所述的使用方法，其特征在于，步驟1）所述的光為激光，波長為1100-2000納米。