[发明专利]一种激光诱导的表面等离子体性能可调基底及其制备方法

说明书

本发明公开了一种激光诱导的表面等离子体性能可调基底，包括：石英基片；以及贵金属膜层，沉积于石英基片上，其中，贵金属膜层的材料为Ag、Au或Cu。本发明还公开了一种制备激光诱导的表面等离子体性能可调基底的方法，包括如下步骤：步骤1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对石英基片进行超声波清洗，以除去表面氧化物或杂质；步骤2，利用电子束蒸发镀膜系统在石英基片上沉积贵金属膜层；步骤3，利用二氧化碳激光器辐照贵金属膜层，将该贵金属薄膜转化为贵金属颗粒，即得到表面等离子体性能可调基底。

技术领域

本发明属于表面等离子体性能可调技术领域，具体涉及一种激光诱导的表面等离子体性能可调基底及其制备方法。

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。当入射光的频率与自由电子的振荡频率一致时，金属纳米颗粒电子就会产生集体共振现象，同时金属表面的局域电磁场发生增强，这种现象称为表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)。因为SPR技术的高灵敏度、高分辨率和可实时分析等优点，其被应用于多个领域，如：光电子器件、非线性光学、生物与化学传感器、表面拉曼增强等等。同时，这些SPR应用与等离子体共振波长紧密相关，且SPR材料多为贵金属。研究发现，通过改变金属纳米颗粒几何形状、尺寸大小、环境因素和材料都会对表面等离子体共振频率产生影响。且金、银、铜等贵金属，在一般条件下因性质比较稳定，电子载荷密度高常被用以研究SPR。

近几年，针对贵金属颗粒的制备与控制有许多研究，但是，通过控制贵金属颗粒的形状与大小来实现表面等离子体性能可调依然是个关键问题。目前，制备金属颗粒的方法有金属颗粒溶液排列、电子束辐照和金属薄膜退等等，但这些方式通常存在耗时长、复现性差、成本高等缺点。对于如何利用贵金属颗粒高共振吸收，低光耗，延展性等优点，则发现了激光辐照技术。利用激光辐照可以将金属薄膜转化为金属颗粒，并能够改变一些可控的激光器因素如：激光功率、扫描速率、光斑大小等等来控制金属颗粒大小与间隙以此实现表面等离子性能可调。由此可见激光诱导的表面等离子性能可调基底具有很高的研究价值和现实意义。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种激光诱导的表面等离子体性能可调基底及其制备方法。

本发明提供了一种激光诱导的表面等离子体性能可调基底，具有这样的特征，包括：石英基片；以及贵金属膜层，沉积于石英基片上，其中，贵金属膜层的材料为Ag、Au或Cu。

在本发明提供的激光诱导的表面等离子体性能可调基底，还可以具有这样的特征：其中，贵金属膜层的厚度为15mm。

本发明还提供了一种制备激光诱导的表面等离子体性能可调基底的方法，具有这样的特征，包括如下步骤：

步骤1，依次采用丙酮、酒精、去离子水对石英基片进行超声波清洗，以除去表面氧化物或杂质；

步骤2，利用电子束蒸发镀膜系统在石英基片上沉积贵金属膜层；

步骤3，利用二氧化碳激光器辐照贵金属膜层，将该贵金属薄膜转化为贵金属颗粒，即得到表面等离子体性能可调基底。

在本发明提供的制备激光诱导的表面等离子体性能可调基底的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中二氧化碳激光器发出的激光的功率范围为0-3W。

在本发明提供的制备激光诱导的表面等离子体性能可调基底的方法中，还可以具有这样的特征：其中，二氧化碳激光器发出的激光的功率为3W。

发明的作用与效果