[發明專利]金屬納米槽二維光柵傳感器芯片及其在生化測試中的應用

在審

• 申請號: 201810825565.1
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109030423A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 郭宏;郭軍鵬
• 申請（專利權）人: 昆山復鍶科納米光學科技有限公司
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種基于金屬納米槽二維光柵生物化學傳感器芯片，由硅片或玻璃片襯底，金薄膜襯底，金薄膜表面上的納米槽結構組成；其特征在于：金薄膜采用離子濺射工藝成膜，納米槽結構采用電子束刻，紫外光刻，或納米壓印工藝和反應離子束蝕刻制造成型。

2.如權利要求1所述的金屬納米槽二維光柵傳感器芯片，其特征在于：該傳感器芯片可通過入射光斜入射激發局域等離子共振。

3.如權利要求1所述的金屬納米槽二維光柵傳感器芯片，其特征在于：所述納米槽結構的三個參數：納米槽寬度W，槽深度h，和光柵的周期P，X-Y方向為同周期或非同周期光柵結構；納米槽寬度W，槽深度h，光柵周期P 可調；金薄膜襯底的厚度大于60 nm，金屬膜襯底厚度上限不限。

4.如權利要求3所述的金屬納米槽二維光柵傳感器芯片，其特征在于：該傳感器芯片采用正入射光源激發表面等離子共振光波長在可見光和紅外，在共振波長處的正入射光反射率有一吸收低谷，對應光吸收極值。

5.如權利要求2所述的金屬納米槽二維光柵傳感器芯片，其特征在于：在斜入射光下激發，局域表面等離子共振的頻率和光的吸收率隨入射角度的變化而變化。

6.如權利要求5所述的金屬納米槽二維光柵傳感器芯片，其特征在于：當入射光的偏正態為TE偏振，受激發的表面等離子共振波長與光吸收基本維持不變，當入射角度變為約40°時，共振波長由正入射（0°）時的575.5 nm 紅移至585.5 nm。

7.如權利要求5所述的金屬納米槽二維光柵傳感器芯片，其特征在于：當入射光的偏振態為TM偏振，受激發的表面等離子共振波長隨入射光角度增加而漂移至長波長，具體表現為，表面等離子共振波谷波長由正入射時的575.5 nm 漂移至入射角為10°時的613 nm，入射角為20°時共振波長為653 nm；入射角為40°時共振波長為695 nm，相對應的光強吸收率為，正入射0°時為96.5%， 斜入射10°時為 93.5%，斜入射20°時為 90.5%， 斜入射 30°時為87.5%，斜入射40°時為83.5%。

8.如權利要求1-7之一的金屬納米槽二維光柵傳感器芯片在離子共振生物化學測試的應用。

9.如權利要求8 的應用，其特征在于：在TE 偏振入射時，傳感器芯片靈敏度隨入射角度增加而降低；在TM 偏振入射時，傳感器芯片靈敏度隨入射角的增加而增加至一極大值。