基于天线辅助的双波长多功能传感元件、制备方法及应用与流程

文档序号:11823794阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于天线辅助的双波长多功能传感元件,其特征在于:包括具有金属特性材料的衬底以及在其上构建的具有金属特性的周期排布的领结结构,在相邻领结之间,构建提高捕获入射光能力的微纳天线,通过调节领结、天线的尺寸以及领结、天线排布的周期达到两种等离子体共振模式电场增强,即一种为在所述领结的结构面内的电偶极子结合的谐振模式,另一种则是存在于领结与衬底之间的亚辐射磁偶极子共振模式,调节这两种等离子体共振模式,使得谐振波长与拉曼激发和拉曼散射的波长匹配。

2.如权利要求1所述的传感元件,其特征在于所述的调节领结、天线尺寸以及排布的周期具体如下:通过设置领结三角形顶点到底边的高,调节第一共振峰的位置与激发光长匹配;通过设置领结的厚度调节第二共振峰的位置与探测的拉曼信号波长匹配;通过设置领结排列周期,调节第一共振峰的电场强度,通过设置微纳天线的宽度调节共振的频率,调节第二共振峰的电场强度,通过上述的参数设置达到两种等离子体共振电场最强增强模式。

3.如权利要求1所述的传感元件,其特征在于,所述的具有金属特性材料要求在所需的频率范围内呈现负介电常数,包括金属材料和金属特性的介质材料,所述的金属材料包括但不限于金、银、铜、铝,所述的金属特性的介质材料包括在中红外波段的碳化硅材料。

4.如权利要求1或2所述的传感元件,其特征在于:所述的领结采用相同材料或不同材料。

5.如权利要求1所述的传感元件,其特征在于:适用于长波数拉曼以及hyper拉曼的增强。

6.如权利要求1所述的传感元件,其特征在于:所述的传感元件中的纳米天线与领结的厚度相同,垂直于领结的长轴方向。

7.一种如权利要求1所述的传感元件的制备方法,其特征在于按照如下方式进行:在任意平面基底上溅射0.2um金属特性材料作为衬底,在金属特性材料衬底上旋涂0.18um正性光刻胶PMMA950K,光刻胶的厚度与衬底的厚度在3:1,用电子束曝光技术在光刻胶上曝光领结-微纳天线结构,显影后,曝光部分被洗掉,留下领结-微纳天线的凹坑,在这些凹坑内方向性蒸镀0.055um的金属特性材料,将残留的胶清洗掉,则在衬底上留下领结-微纳天线周期排布结构。

8.一种如权利要求1所述的传感元件的应用,其特征在于,应用于生物传感。

9.一种采用如权利要求1所述的传感元件的传感器。

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