[發明專利]一種表面等離激元共振濕度傳感器

在審

• 申請號: 202010439029.5
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111537474A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華伏安光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552;G01N21/59
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種表面等離激元共振濕度傳感器，在聚酰亞胺層中設有孔洞，在聚酰亞胺層的頂部設有貴金屬薄膜，在孔洞的底部設置貴金屬塊。在應用時，聚酰亞胺層吸濕膨脹，改變貴金屬薄膜與貴金屬塊的表面等離激元共振特性，通過探測該共振實現濕度檢測。因為貴金屬微納結構的表面等離激元共振特性對結構的形貌、結構間的距離非常敏感，所以本發明具有靈敏度高的優點。另外，在待測環境中設置本發明的傳感器，應用外光路照射本傳感器和應用外設光探測器接受信號，結構本身的尺寸小，在濕度傳感領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及濕度傳感領域，具體涉及一種表面等離激元共振濕度傳感器。

背景技術

濕度傳感器被廣泛地應用于農業生產、工業檢測與控制、氣象檢測、醫療等各個領域。濕度傳感器的小型化及微型化和高靈敏度是當前的趨勢。現有的濕度傳感器主要有電阻式、電容式、壓阻式等。器件尺寸相對較大、靈敏度相對較低。難以滿足在微型設備上的高靈敏濕度探測。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種表面等離激元共振濕度傳感器，包括襯底、聚酰亞胺層、貴金屬薄膜、貴金屬塊，聚酰亞胺層置于襯底上，聚酰亞胺層中設有孔洞，貴金屬薄膜置于聚酰亞胺層的頂部，貴金屬塊置于孔洞的底部；使用時，聚酰亞胺層吸濕膨脹，所述貴金屬薄膜和貴金屬塊的表面等離激元共振特性，通過探測該共振實現環境濕度的檢測。

更進一步地，在孔洞側面的上部還設有貴金屬顆粒。

更進一步地，孔洞不貫穿整個所述聚酰亞胺層。

更進一步地，貴金屬薄膜、貴金屬塊、貴金屬顆粒的材料為金、銀或鉑。

更進一步地，襯底的材料為二氧化硅。

更進一步地，孔洞為條形。

更進一步地，貴金屬薄膜為分離的貴金屬微納結構。

更進一步地，貴金屬微納結構為周期性排列的二聚體結構。

更進一步地，二聚體結構中兩結構間的距離小于10納米。

本發明的有益效果：本發明提供了一種表面等離激元共振濕度傳感器，在聚酰亞胺層中設有孔洞，在聚酰亞胺層的頂部設有貴金屬薄膜，在孔洞的底部設置貴金屬塊。在應用時，聚酰亞胺層吸濕膨脹，改變貴金屬薄膜與貴金屬塊的表面等離激元共振特性，通過探測該共振實現濕度檢測。因為貴金屬微納結構的表面等離激元共振特性對結構的形貌、結構間的距離非常敏感，所以本發明具有靈敏度高的優點。另外，在待測環境中設置本發明的傳感器，應用外光路照射本傳感器和應用外設光探測器接受信號，結構本身的尺寸小，在濕度傳感領域具有良好的應用前景。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是表面等離激元共振濕度傳感器的示意圖。

圖2是又一種表面等離激元共振濕度傳感器的示意圖。

圖3是再一種表面等離激元共振濕度傳感器的示意圖。

圖中：1、襯底；2、聚酰亞胺層；3、孔洞；4、貴金屬薄膜；5、貴金屬塊。

具體實施方式

為進一步闡述本發明達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

實施例1

本發明提供了一種表面等離激元共振濕度傳感器，如圖1所示，該濕度傳感器包括襯底1、聚酰亞胺層2、貴金屬薄膜4、貴金屬塊5。聚酰亞胺層2置于襯底1上，襯底1的材料為二氧化硅。聚酰亞胺層2中設有孔洞。貴金屬薄膜4置于聚酰亞胺層2的頂部。貴金屬塊5置于孔洞3的底部。貴金屬薄膜4和貴金屬塊5的材料為金、銀或鉑。