[发明专利]表面等离子体性能可调的基底及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面等离子性能可调技术，特别是一种表面等离子体性能可调的新型基底。

背景技术

表面等离子体是指金属表面自由电子与入射光子相互耦合形成的非辐射局域电磁模式。在特定条件下，当光波入射到金属和介质的交界面处时，倏逝波和表面等离子体波将产生共振，这种现象称为表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)。SPR技术具有灵敏度高、分辨率高、可实时分析等优点，因此具有很多潜在的应用前景，如：生物与化学传感、光电子器件、非线性光学、表面拉曼增强等诸多的领域。这些应用的效率与强度常常与等离子体共振波长紧密相关。理论表明，通过改变金属纳米颗粒几何形状、尺寸大小、环境因素和材料成分等，其等离子体共振频率也会随之发生变化。对SPR的研究主要在于贵金属表面，如金、银、铂等贵金属，这主要是因为在一般条件下它们的性质比较稳定，并且电子载荷密度高。但是，通过控制贵金属颗粒的形状与大小实现SPR性能可调依然是关键问题。

PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷，通常称作有机硅)是一种高分子有机硅化合物，具有光学透明、光学特性、低表面能、高透气性和很好的弹性。PDMS在液态时为一种黏稠液体，被称为硅油；在固态时则为惰性硅胶，具有无毒、疏水性、透明弹性的特征。在进行实验时会将主剂与固化剂以一定比例均匀混合后，再利用抽真空使混合液中的空气排出，最后在一定温度下烘烤一定时间可使PDMS固化。

目前，制备与调控SPR的方法主要使用胶质金属颗粒或者金属薄膜退火方式，而这些工艺繁琐、重复性差、成本过高。因此可以凭借PDMS的弹性性质，由贵金属PDMS基底的拉伸控制金属颗粒的间隙以此来实现SPR性能可控，有很高的研究价值和现实意义。

发明内容

鉴于现有控制表面等离子体共振的方法存在制备过程复杂，复现性差与成本高等缺点，本发明的目的是提供一种表面等离子体性能可调的基底及制备方法，实现基底制作工艺简单高效，基底灵敏性好、可控性高，工艺周期短等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种表面等离子体性能可调的基底，包括一个PDMS基片，所述的PDMS基片上转移有AAO模板的纳米柱阵列结构，具有纳米柱阵列结构的PDMS基片上沉积有贵金属膜层。

进一步，所述贵金属膜层的材料为Ag或Au或Pt。

一种表面等离子体性能可调的基底的制备方法，具体步骤如下：

(1)将AAO模板上的结构转移到PDMS基片上，使PDMS基片表面具有纳米柱阵列结构；

(2)在制作后的PDMS基片上沉积贵金属膜层，得到一种表面等离子体性能可调的基底；

(3)对制作后的表面等离子体性能可调的基底进行拉伸：将制作后的贵金属PDMS基底平整的放置于一维平移拉伸夹中，基底一端固定，另一端夹在可移动平台上，使制作后的贵金属PDMS基底沿着移动平台移动方向在PDMS弹性范围内拉伸一定的长度；

(4)对拉伸后的基底进行检测：检测拉伸后基底的吸收光谱，拉伸基底可实现对表面等离子体性能调控。

本发明和已有技术相比，所具有的有益效果是：通过本发明获得的表面等离子体性能可控的基底，其对设备要求低，成本低、工艺简单且周期短，并且此基底具有良好的灵敏度，对谐调表面等离子体性能具有很高的研究价值和应用前景。

附图说明

图1是本发明的表面等离子体性能可控基底的制备方法流程图；

图2是本发明的表面等离子体性能可控基底的工艺示意图，

其中，(a)PDMS混合液倾覆于AAO模板表面；(b)固化PDMS基片；(c)在PDMS基片上沉积贵金属膜层，对制作后的基底进行拉伸；(d)拉伸后的基底；

图3是本发明的表面等离子体性能可控基底拉伸前与拉伸后的吸收光谱图，

其中，图中a表示拉伸前基底的吸收曲线；图中b表示拉伸后基底的吸收曲线。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明一种表面等离子体性能可控的基底及其制备方法作具体阐述，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明的表面等离子体性能可调的基底，包括一个PDMS基片、贵金属膜层。PDMS基片上转移有AAO模板的纳米柱阵列结构，具有纳米柱阵列结构的PDMS基片上沉积有贵金属膜层。贵金属膜层的材料为Ag或Au或Pt。

如图1所示，本发明的表面等离子体性能可调的基底制备方法的流程如下：