[发明专利]具有梯度纳米结构的传感器及其使用方法

权利要求书

1.一种传感器，包括：

透明基板；

多个纳米柱，其在基板的中心部分从基板的表面延伸，所述纳米柱的脚部接触基板的表面；

金属盘，其位于纳米柱的顶部；

金属底板，其覆盖纳米柱的脚部附近的基板表面；

纳米孔，其穿透基板的表面，所述纳米孔至少位于基板的边缘处；

金属盘，其位于纳米孔的底部；以及

纳米孔金属板，其在纳米孔的区域中覆盖基板表面，

其中，从基板的中心到边缘，所述纳米柱的尺寸逐渐增大，然后形状过渡到纳米孔，并且纳米孔的尺寸从中心区域到边缘逐渐减小。

2.一种传感器，包括：

透明基板；

多个纳米孔，其在基板的中心部分穿透基板的表面；

金属盘，其位于纳米孔的底部；

金属纳米孔板，其在纳米孔的区域中覆盖基板表面；

多个纳米柱，其从基板的表面延伸，所述纳米柱至少位于基板的边缘处；

金属盘，其位于纳米柱的顶部；以及

金属底板，其覆盖纳米柱的脚部附近的基板表面；

其中，从基板的中心到边缘，所述纳米孔的尺寸逐渐增大，然后形状过渡到纳米柱，并且纳米柱的尺寸从中心区域到边缘逐渐减小。

3.一种传感器，包括：

基板；

纳米结构阵列，其布置成使得纳米结构具有几何尺寸，该几何尺寸随空间位置连续变化并形成梯度图案，

其中，纳米结构包括：

纳米孔，其位于朝向基板的边缘和基板的中心中的一个，

纳米柱，其位于朝向基板的中心和基板的边缘中的另一个，

金属盘，其位于纳米孔的底部和纳米柱的顶部，并且

其中，从基板的中心到边缘，所述纳米孔或纳米柱的尺寸逐渐增大，然后形状过渡到纳米柱或纳米孔中的另一个，其尺寸从中心区域到边缘逐渐减小，

所述传感器还包括：

金属底板，其覆盖所述纳米柱附近的基板表面，以及

金属板，其在纳米孔的区域中覆盖基板的表面。

4.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述基板是塑料膜。

5.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述纳米结构阵列具有在100nm至5000nm范围内的周期。

6.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述纳米结构阵列布置成使得所述阵列具有梯度几何参数。

7.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述纳米柱和纳米孔具有在10nm至1000nm范围内的横向尺寸和/或在5nm至500nm范围内的高度。

8.根据权利要求3所述的传感器，其中，位于所述纳米柱的顶部的金属盘具有与所述纳米柱相同的横向尺寸。

9.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述金属盘和金属底板由金、银、铜、铂和钯中的一种或其组合制成。

10.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述金属盘和金属底板的厚度在5nm至100nm的范围内。

11.一种用于制造如权利要求1至10中任一项所述的传感器的方法，包括以下步骤：

制备第一基板；

在第一基板上制备可溶抗蚀剂层；

通过光刻法在抗蚀剂层中创建权利要求1至10中任一项所述的传感器的纳米柱和纳米孔结构的梯度栅格图案；

用具有可UV固化层的第二基板覆盖第一基板，然后固化第二基板；

用具有可变形表面层的第三基板覆盖第二基板，以形成纳米柱和纳米孔的梯度纳米结构；

将第二基板上的梯度纳米结构压入第三基板，然后固化第三基板；以及

在第三基板上蒸发金属。