[发明专利]一种基于LSPR效应的温度传感器及其制备、检测方法

权利要求书

1.一种基于LSPR效应的温度传感器，其特征在于：包括金属纳米球和透明基体，所述透明基体的表面开槽并将金属纳米球嵌入固定，金属纳米球的上半部分高出透明基体的表面；所述金属纳米球的一侧设置有激光发生器，另一侧设置有光谱仪，激光发生器发射的激光穿过金属纳米球被光谱仪接收，光谱仪进行光谱测量，通过显示吸收峰的位置判断环境温度；所述的金属纳米球的直径为50nm，金属纳米球嵌入透明基体的截面跨度为40nm，吸收峰为350nm～700nm；所述的透明基体采用平板玻璃，平板玻璃的厚度为3mm～4mm，长度为50mm，宽度为40mm；所述金属纳米球嵌入透明基体的表面之后采用玻璃胶粘合固定；所述的金属纳米球为金、银或铜制成的球形纳米颗粒；当金属纳米球的直径为50nm，对于由金、银或铜制成的金属纳米球，环境温度分别在100k、300k、500k和700k时，金纳米球的吸收峰位置分别为600nm、553nm、458nm和534nm，银纳米球的吸收峰位置分别为492nm、517nm、358nm和361nm；环境温度分别在100k、300k和500k时铜纳米球的吸收峰位置分别为677nm、658nm、634nm。

2.一种基于LSPR效应的温度传感器制备方法，其特征在于，所述基于LSPR效应的温度传感器为权利要求1所述基于LSPR效应的温度传感器，包括以下步骤：

-采用刻蚀工艺在透明基体的表面开设用于放置金属纳米球的凹槽，凹槽的宽度满足金属纳米球放入之后能够金属纳米球的上半部分高出透明基体的表面；

-将纯净的金属纳米球放置在透明基体的凹槽上并固定。

3.根据权利要求2所述基于LSPR效应的温度传感器制备方法，其特征在于，所述的透明基体采用平板玻璃，透明基体上的凹槽采用氢氟酸进行刻蚀，刻蚀过程为：

1)将石蜡熔化，涂在透明基体上，在透明基体上形成一层蜡膜；

2)在蜡膜上雕刻凹槽；

3)在透明基体表面涂氢氟酸进行刻蚀，氢氟酸浓度为40％，密度为1.12g/cm³；

4)除去透明基体表面石蜡，再使用纯水反复清洗得到表面有凹槽的透明基体。

4.一种采用如权利要求1所述基于LSPR效应的温度传感器的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：将温度传感器长期放置于待测环境中进行实时测量，通过激光发生器从金属纳米球的一侧发射激光，激光穿过金属纳米球之后被另一侧的光谱仪接收，光谱仪进行光谱测量，通过显示吸收峰的位置判断环境温度。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，通过显示吸收峰的位置判断环境温度的具体方法为：当金属纳米球的直径为50nm，对于由金、银或铜制成的金属纳米球，环境温度分别在100k、300k、500k和700k时，金纳米球的吸收峰位置分别为600nm、553nm、458nm和534nm，银纳米球的吸收峰位置分别为492nm、517nm、358nm和361nm；环境温度分别在100k、300k和500k时铜纳米球的吸收峰位置分别为677nm、658nm、634nm。