[发明专利]可见光可变穿透深度生物传感器及其制备方法

权利要求书

1.可见光可变穿透深度生物传感器，其特征在于，包括依次设置的棱镜单元(11)、传感器单元、忆阻单元(14)以及待测生物分子细胞单元(15)，传感器单元包括LRSPR效应传感单元(12)及CPWR效应传感单元(13)，

棱镜单元(11)用于产生ATR衰减倏逝波；

LRSPR效应传感单元(12)用于实现LRSPR效应，依次包括辅助实现LRSPR效应的第一非导电介质层(121)、金属材料层(122)以及第二非导电介质层(123)，第二非导电介质与第一非导电介质构成对称结构；

金属材料层(122)以及设置在其上表面的第二非导电介质层(123)形成CPWR效应传感单元(13)，当LRSPR效应共振条件被破环时，CPWR效应传感单元(13)实现CPWR效应；

忆阻单元(14)用于实现可变介质介电常数，包括第二非导电介质层(123)、金属材料层(122)、设置在第二非导电介质层(123)上表面的导电介质层(141)以及加电压装置(142)，加电压装置分别向导电介质层(141)及金属材料层(122)施加正负极电压，在加电压的情况下，使得金属材料层(122)的金属电极发生电化学金属化，在第一非导电介质层(121)中产生金属细丝以改变介质的介电常数；

在忆阻单元加载正负电压的条件下，传感器单元在LRSPR效应与CPWR效应之间进行动态转变，以实现灵活的穿透深度的变化。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，第一非导电介质层(121)为SiO₂层，厚度范围为350～375nm，金属材料层为Ag层，厚度范围为35～42nm，第二非导电介质层为SiO₂层，厚度范围为350～375nm；导电介质层的ITO折射率范围为1.45～1.60，厚度范围为40～60nm。

3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，金属材料层与导电介质层形成相互垂直的CROSSBAR结构，所述CROSSBAR的线宽和间距的取值范围均为0.2～1mm。

4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，棱镜单元(11)为半圆柱型玻璃透镜，在其长方形面上设置传感器单元。

5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，棱镜单元的材质为SF11或者BK7。

6.制备如权利要求1～5任一项所述的可见光可变穿透深度生物传感器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在棱镜侧面溅射沉积第一非导电介质层(121)；

在第一非导电介质层(121)表面溅射沉积金属材料层(122)，对金属材料层(122)涂胶并图形化出槽体形成顶电极，并光激发产生表面等离子体共振；

在金属材料层(122)表面溅射沉积第二非导电介质层(123)，

在第二非导电介质层(123)表面溅射沉积导电介质层(141)，对其涂胶并图形化出槽体形成底电极，并与金属材料层(122)构成CROSSBAR结构。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，采用射频磁控方式溅射沉积非导电介质层及导电介质层，采用直流磁控溅射沉积金属材料层。