[发明专利]一种基于非对称纳米粒子二聚体微纳结构传感器

说明书

一种基于非对称纳米粒子二聚体微纳结构传感器，涉及一种二聚体微纳结构传感器，基于非对称纳米粒子二聚体结构中的表面等离激元特性，激发了具有法诺线型的共振吸收光谱。该共振源于连续的表面模式和分立的局域模式。其反射光谱峰值对外部环境异常敏感，同时峰值半高宽狭窄便于在工程探测中便于观察其，灵敏度可以达到667nm/RIU。该方法适用于各种待评的水环境情况，同时该方法结构合理并且概念清楚，灵活简便，可以进行推广。

技术领域

本发明涉及一种二聚体微纳结构传感器，特别是涉及一种基于非对称纳米粒子二聚体微纳结构传感器。

背景技术

随着微纳结构加工技术的发展,金属微纳结构特有的表面等离激元特性表现出极大的应用价值。当入射光的波长与金属纳米结构相匹配时,就会发生表面等离激元共振现象。基于表面等离子体共振的金属纳米结构传感器具有测量精度高、易集成的特点，类似光子器件已经被广泛应用于光开关、滤波器、生化传感等领域，与法诺共振相关的结构可调性、传感特性等也表现出很大的应用潜力。法诺共振能够降低能量损耗,得到较高的电场,然而由于表面等离激元共振在可见光波段具有较大的辐射损耗,导致等离子体共振传感器谐振峰较宽,极大地限制了传感器的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于非对称纳米粒子二聚体微纳结构传感器，本发明基于一种独特的微纳复合结构，同时实现了表面等离激元和局域表面等离激元两种共振模式，并且利用两种模式的耦合效应激发了法诺共振吸收光谱线型，法诺共振效应是一种弱耦合作用,其对周围介质的变化异常敏感,利用表面等离激元耦合结构实现法诺共振效应设计了本发明高灵敏传感器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于非对称纳米粒子二聚体微纳结构传感器，所述非对称纳米粒子二聚体结构传感器，包括银纳米粒子二聚体以及银薄膜，每个周期单元由竖直放置的两个非对称纳米粒子组成；该微纳结构置于不同水环境中反射光谱出现消光现象。

所述的一种基于非对称纳米粒子二聚体微纳结构传感器，所述微纳结构中所组成部分均采用金属银。

所述的一种基于非对称纳米粒子二聚体微纳结构传感器，所述传感器晶格周期630 nm，银薄膜厚度40 nm，上层纳米粒子和下层纳米粒子半径分别为150 nm和90 nm 。

本发明的非对称结构的纳米粒子二聚体微纳结构传感器具有如下特点：

1、通过两个非对称结构的纳米粒子二聚体可激发局域等离激元，包括电偶极和电四极模式，即分立模式；

2、通过银薄膜结构激发表面等离激元，即连续模式；

3、通过分立模式和连续模式的吸收光谱相干叠加形成了反对称线型的法诺共振吸收；

4、本发明的吸收峰值点发生在可见光波段；

5、本发明的反射谷值具有窄带特性，在进行水环境折射率检测时具有很好的探测性；

6、本发明纳米传感精度可达到667nm/RIU，可探测外部水环境的细微变化。

附图说明

图1 是本发明提出的非对称纳米粒子二聚体传感器示意图；

图2 是实施例的反射光谱随折射率变化的仿真结果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，都属于本申请保护的范围。