[發明專利]一種二維材料增敏的表面等離子體共振傳感器芯片

在審

• 申請號: 202011220730.4
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112326598A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 王書濤;劉娜;程琪;逄博
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

1.一種二維材料增敏的表面等離子體共振傳感器芯片，其特征在于，包括：高折射率棱鏡(1)、鎳膜(2)、二維材料BlueP/WS₂(3)、分析物(4)；所述高折射率棱鏡(1)、鎳膜(2)、二維材料BlueP/WS₂(3)、分析物(4)自下而上依次排列形成復合結構。

2.根據權利要求1所述二維材料增敏的表面等離子體共振傳感器芯片，其特征在于：所述二維材料BlueP/WS₂膜層(3)的厚度為0nm～3.75nm。

3.根據權利要求1所述二維材料增敏的表面等離子體共振傳感器芯片，其特征在于，所述鎳膜(2)厚度為70nm。

4.根據權利要求1所述二維材料增敏的表面等離子體共振傳感器芯片，其特征在于：所述高折射率棱鏡(1)為SF10棱鏡，所述SF10棱鏡的折射率大于等于待測物的折射率。

5.根據權利要求1所述二維材料增敏的表面等離子體共振傳感器芯片，其特征在于：傳感器芯片的反射率和靈敏度通過如下公式計算:

R＝|r_i,N|²

k_(i+1)x＝k_1x＝k₀n₁sinθ

其中，R為傳感器芯片的反射率；r_i,N為結構的總反射響應；ρ_i,i+1為第i層和第i+1層的反射；ε_i代表第i層的介電常數；ε_i+1代表第i+1層的介電常數d_i+1代表第i+1層的厚度；θ是傳感器的透明電介質基底與多層介質層交界面上的入射光的入射角；k_1x和k_1y為入射光波矢(k₁)的橫向和縱向分量；k_i,y為第i層的縱向波矢分量；k_(i+1)x和k_(i+1)y為第i+1層的波矢分量；k₀為自由空間的波矢；n₁為棱鏡的折射率；θ_res為共振角；n_s為傳感層折射率；S為傳感器的靈敏度。