[發(fā)明專利]表面增強拉曼散射納米指狀物加熱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680079720.9
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN108603840B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 葛寧;A·羅加奇;V·什科爾尼科夫;A·格維亞迪諾夫
• 申請（專利權(quán)）人: 惠普發(fā)展公司;有限責任合伙企業(yè)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N7/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬蔚鈞;楊思捷

表面增強拉曼散射(SERS)傳感器可以包括基底、具有通過間隙與第二部分隔開的第一部分的導電層、與該導電層的第一部分和第二部分接觸并在其間延伸以形成跨越該間隙的電阻橋的電阻層、和由該橋向上延伸的多個納米指狀物，所述電阻層響應跨越該橋由第一部分流向第二部分的電流加熱該納米指狀物。

發(fā)明背景

表面增強拉曼散射(SERS)技術(shù)可以利用具有金屬尖端的納米指狀物來促進照射該納米指狀物負載的分析物的光之間相互作用的感測。該分析物通過將納米指狀物浸沒在含有分析物的液體中并隨后去除和蒸發(fā)該液體來沉積在納米指狀物上。感測的相互作用可用于識別或分析該分析物。

附圖概述

圖1是示例性SERS傳感器的示意圖。

圖2是另一示例性SERS傳感器的示意圖。

圖3是另一示例性SERS傳感器的截面圖。

圖4是另一示例性SERS傳感器的截面圖。

圖5是用SERS傳感器進行感測的示例性方法的流程圖。

圖6是實施圖5的方法的圖3的傳感器的截面圖。

圖7是用SERS傳感器進行感測的示例性方法的流程圖。

圖8是實施圖7的方法的圖3的傳感器的截面圖。

實例詳述

本公開描述了表面增強拉曼光譜儀(SERS)傳感器。公開的SERS傳感器具有在納米指狀物下方提供整體電阻加熱器以促進含分析物液體的蒸發(fā)的結(jié)構(gòu)。因此，該SERS傳感器可以更容易地制造并以低成本和以較低的復雜性集成在完整的分析芯片中。

本公開描述了利用加熱器加熱SERS傳感器以便于使納米指狀物靠近并改善傳感器性能的方法。如下文中將要描述的那樣，將熱量施加到納米指狀物上以便在傳感器使用過程中暫時軟化納米指狀物，使得納米指狀物更易于彎曲以促進納米指狀物的靠近，以進行測試。通過促進或增強納米指狀物的靠近，可以提高傳感器的靈敏性和性能。

本公開進一步描述了利用加熱器加熱SERS傳感器以減少或去除來自納米指狀物的環(huán)境中的污染物的方法。如下文中將要進一步描述的那樣，將熱量施加于納米指狀物和周邊環(huán)境以臨時加熱該納米指狀物和周邊環(huán)境以便在用該傳感器測試之前使傳感器污染表面脫氣。由于污染表面可以在用該傳感器感測之前脫氣或以其它方式加熱以去除污染物，該納米指狀物和周邊環(huán)境表面可以由更多種材料形成，而不會使傳感器性能降低。可用于形成該傳感器的更寬范圍的材料可以降低傳感器的成本和復雜性，或提高其靈敏性或性能。

圖1示意性顯示了示例性SERS傳感器20。傳感器20具有在納米指狀物下方提供整體電阻加熱器以促進含分析物液體的蒸發(fā)的結(jié)構(gòu)。因此，該SERS傳感器可以以低成本和較低的復雜性更容易地制造。

傳感器20包括基底24、導電層40、電阻層50和納米指狀物60。基底24包括用于傳感器20的基座或底座。在一個實施方案中，基底24包含硅或半導體基材料如III-IV化合物的層。在另一實施方案中，基底24可以包含聚合物、玻璃或陶瓷材料。

導電層40包含導電材料的層。層40包含第一部分62和通過間隙與該第一部分62隔開的第二部分64。部分62、64中的一個電連接到電流源上，而部分62、64中的另一個電連接到地。在所示實例中，部分62、64中的一個電連接到脈沖電壓源，而部分62、64中的另一個電連接到地。在一個實施方案中，導電層40的導電部分62、64由相同的材料形成。在一個實施方案中，部分62、64由電阻小于或等于0.04-0.1歐姆/平方的導電材料形成。在一個實施方案中，部分62、64由包括但不限于Al、AlCu、AlCuSi、Cu、Ti、TiN、Ta、W、Mo、Pt和Au的導電材料形成。在一個實施方案中，層40的部分62、64具有4000-10000埃的厚度和0.04-0.08歐姆/平方的薄層電阻。