[发明专利]一种基于纳米共轴腔结构和表面等离激元效应的相对湿度传感器件及其制作方法

摘要

本发明公开了一种基于纳米共轴腔结构和表面等离激元效应的相对湿度传感器件及其制作方法。其主要结构是由纳米金属共轴腔阵列，共轴腔内填充的凝胶以及反射式光纤探头构成。湿度传感原理是共轴腔内填充的凝胶的折射率会受周围环境相对湿度变化的影响，共轴腔内折射率的微小变化会引起共轴腔内表面等离激元谐振峰的偏移，表现在反射光谱上就是反射极小值的偏移。反射光谱极小值值波长和相对湿度有一一对应关系，由反射极小值波长可以计算得到相对湿度。其主要制作步骤为:采用纳米球自组装法制作单层复合微球阵列，经刻蚀、镀膜形成共轴腔阵列，再均匀填充凝胶即可。本发明形成的相对湿度传感器是全光工作器件，可以实现全光传感网络。

主权项

一种基于纳米共轴腔结构和表面等离激元效应的相对湿度传感元件，其特征在于：采用垂直沉积sol‑gel协同自组装法在载玻片平面基底表面涂覆有一层聚苯乙烯微球和SiO₂凝胶的复合薄膜，在复合薄膜外采用磁控溅射镀膜机溅射一层金属膜，形成金属纳米共轴腔阵列薄膜；采用旋涂法在金属纳米共轴腔阵列薄膜上旋涂一层SiO₂凝胶；在载玻片平面基片的背面粘贴加热电极制成相对湿度传感元件；所述的相对湿度传感元件通过光纤探头测试金属纳米共轴腔阵列薄膜的共轴腔阵列的反射光谱解调出相对湿度。