[发明专利]一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用，属于局域表面等离子体传感器件技术领域。本发明提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。本发明提供的耐高温局域表面等离子体纳米传感器件中，纳米结构的材料为Au或Au合金，耐高温性能好，同时耐腐蚀，可用于高温液相或气相环境中低浓度待检物质的实时检测，以满足高温环境中对生物、化学物质的快速特异性检测需求。

技术领域

本发明涉及局域表面等离子体传感器件技术领域，尤其涉及一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用。

背景技术

表面增强拉曼散射光谱具有高特异性和高灵敏度，已广泛应用于基因检测、蛋白质识别、生物战剂探测、病毒和细菌的快速鉴定以及痕量爆炸物探测等领域。金属纳米粒子的局域表面等离子体共振效应可显著提高表面增强拉曼散射的增强因子(EF)及探测灵敏度。在已报道的文献中，表面增强拉曼光谱已达到单分子探测水平，金属纳米粒子产生的表面增强拉曼散射的增强因子可达10¹⁴～10¹⁵。

然而，现有局域表面等离子体纳米传感器件仅适用于常温的液相或气相环境，未考虑高温高氧化性条件下的使用寿命，在高温环境下使用时易氧化、失效，难以完成高温、腐蚀性环境下的微量元素检测。因此，研发耐高温、耐腐蚀、高增强因子的局域表面等离子体纳米结构传感器件，在高温环境下得到高灵敏度的表面增强拉曼光谱，实现高温环境中对生物、化学物质的快速特异性检测需求，将具有极大的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件及其制备方法和应用，该耐高温局域表面等离子体纳米传感器件具有耐高温性能，同时具有高灵敏度和高增强因子。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种耐高温局域表面等离子体纳米传感器件，包括基底和层叠设置于所述基底表面的岛状纳米结构，所述岛状纳米结构由周期排列的二维纳米结构阵列组成；所述岛状纳米结构的材料为Au或Au合金。

优选的，所述岛状纳米结构在平行于基底表面方向的形状包括三角形或菱形。

优选的，所述岛状纳米结构中，每个纳米结构单元的长度和宽度独立地为50～1000nm，厚度独立地为10～500nm。

优选的，所述周期排列的形式为正交排列或六方排列，所述周期排列的周期为200～2000nm。

优选的，所述基底包括石英片、玻璃片或蓝宝石基片。

本发明提供了上述技术方案所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法，包括以下步骤：

在基底上溅射Au或Au合金，得到Au膜或Au合金膜；

在所述Au膜或Au合金膜上旋涂光刻胶，采用光刻掩模版进行SP光刻或接触式光刻，显影后形成周期排列的二维纳米结构阵列；

去除裸露的Au膜或Au合金膜以及残余的光刻胶，得到耐高温局域表面等离子体纳米传感器件；

或者，所述耐高温局域表面等离子体纳米传感器件的制备方法，包括以下步骤：

采用聚苯乙烯纳米球水溶液在基底表面进行自组装，得到周期排列的纳米球自组装阵列层；

对所述周期排列的纳米球自组装阵列层进行刻蚀，将所得刻蚀后的纳米球作为掩模，以Au或Au合金为蒸镀材料，在所述刻蚀后的纳米球表面进行蒸镀，得到Au膜或Au合金膜；

去除所述周期排列的纳米球自组装阵列层，得到耐高温局域表面等离子体纳米传感器件。