[發(fā)明專利]一種基于表面等離子激元共振的折射率測試及其制作方法

有效

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• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108169171B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 吳紹龍;李孝峰;秦琳玲;李劉晶;李亮
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;C23C14/18;C23C14/24;C23C14/30;C23C14/35
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 楊曉東

1.一種基于表面等離子激元共振的折射率測試器的制作方法，其特征在于：所述折射率測試器以聚苯乙烯球陣列為模板，通過沉積與去除工藝制備金屬微納米孔陣列、聚合物薄膜層和金屬薄膜層的疊層結構，所述疊層結構具有特征的表面等離子激元共振峰位，據此可以測試出背景物質的折射率；

所述基于表面等離子激元共振的折射率測試器的制作方法的具體制作流程如下：1)在清洗干凈的玻璃基底表面沉積50～100納米的金屬薄膜；2) 在金屬薄膜表面旋涂聚合物薄膜，所述聚合物薄膜為5～30納米的聚甲基丙烯酸甲酯；3) 將聚甲基丙烯酸甲酯/金屬薄膜覆蓋的玻璃基底平躺放入容器，并往容器中注入一定量的水，使得水面高度高出玻璃基底；4) 采用微量注射泵往水面注入聚苯乙烯球的水和乙醇的混合溶液，待聚苯乙烯球完全覆蓋水面后停止注射并靜置12小時；5) 排干容器中的水，使得水表面排布好的聚苯乙烯球逐漸降至聚甲基丙烯酸甲酯和金屬薄膜覆蓋的玻璃基底表面；6) 在60℃的氮氣氛圍下熱處理30分鐘；7) 在氧等離子氛圍下刻蝕10～30分鐘，使得聚苯乙烯球直徑減小；8) 再次沉積30～60納米的金屬薄膜；9) 化學法去除聚苯乙烯球，然后在50℃的氮氣氛圍下熱處理30分鐘，得到金屬微納米孔陣列、聚合物薄膜層和金屬薄膜層的疊層結構；

在進行折射率測試時，先對制備的金屬微納米孔陣列、聚合物薄膜層和金屬薄膜層的疊層結構在已知的不同背景折射率下對應的反射譜進行測試并計算，總結出表面等離子激元共振峰位與背景折射率的對應關系；然后在未知背景折射率下測試反射譜，由反射譜的低谷位置而推算出未知背景折射率的大小。

2.根據權利要求1所述的基于表面等離子激元共振的折射率測試器的制作方法，其特征在于：所述金屬為金、銀、鋁、鉑、銠或釕。

3.根據權利要求1所述的基于表面等離子激元共振的折射率測試器的制作方法，其特征在于：聚苯乙烯球的自組裝陣列使用“自下而上”法；而金屬微納米孔陣列通過“自上而下”法，用物理法沉積金屬和化學法去除聚苯乙烯球得到。

4.根據權利要求1所述的基于表面等離子激元共振的折射率測試器的制作方法，其特征在于：所述聚苯乙烯球的初始直徑為1～3微米，減小后的直徑為初始值的50％～80％。

5.根據權利要求1所述的基于表面等離子激元共振的折射率測試器的制作方法，其特征在于：金屬第一次沉積采用電子束蒸鍍、熱蒸鍍或磁控濺射方法實現；而第二次沉積采用電子束蒸鍍方法實現。

6.根據權利要求1所述的基于表面等離子激元共振的折射率測試器的制作方法，其特征在于：水和乙醇混合液中乙醇和水的質量比是1：1，聚苯乙烯球占混合液的質量百分比為25％。