[发明专利]基于CsPbBr3-Au的柔性光致增强拉曼传感器及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种基于CsPbBr₃‑Au的柔性光致增强拉曼传感器的制备方法，将CsPbBr₃量子点溶于溶剂中形成溶液，然后将其制备于基底上，最后在CsPbBr₃膜上沉积Au膜，得到所述基于CsPbBr₃‑Au的柔性光致增强拉曼传感器。本发明所述方法制备简单，步骤少，耗时短，生产成本低。本发明制备的基于CsPbBr₃‑Au的柔性光致增强拉曼传感器能够实现对多种分子的指纹信号实现均一、稳定的检测，能够在2D尺度上实现对分子的快速分布成像，从而能够实现对检测分子更加直观的分析检测。本发明制备的基于CsPbBr₃‑Au的柔性光致增强拉曼传感器对于未来发展监测化学信号的柔性可穿戴光学传感器具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于柔性传感器领域，涉及一种基于CsPbBr₃-Au的柔性光致增强拉曼传感器及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于卤化钙钛矿低成本、高光伏性能和相对较好的稳定性，研究者们对其产生浓厚的兴趣。除了在光电子学的巨大进步外，它们在纳米光子学中的应用也有很大的潜能；然而，它们作为增强的拉曼散射平台在分子检测中的用途尚不清楚。

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种理想的表面敏感分析技术，已经在化学和生物传感领域广泛应用，能够实现无创、无标签的分子检测和成像。SERS中的信号放大主要是通过激发贵金属纳米结构中的表面等离子体共振(SPR)而获得增强的电磁场。当分子处于增强电磁场不同空间位置，整个SERS基底的增强效果可能会在几个数量级上变化。而SERS的另一个重要贡献是化学增强机制，该机制通常会产生稳定且可再现的增强。为此，仍然需要开发具有稳定、可再现和高度增强的通用拉曼散射分析平台，以实现其在化学分析和生物医学诊断中的广泛应用。

目前，分析化学建立了几乎可以检测与人体健康相关的所有相关疾病的分析方法，已存在的传感器主要还存在以下几个问题：I.传感器种类方面，虽然分析技术发展了对于各种分子的分析检测传感器，但大多存在的传感器并不是柔性的。II.检测方法方面，已有的柔性传感器检测方法多为电化学方法，该方法容易受环境温度和pH的干扰。因此，制备出可获取化学信号、稳定、可再现高度增强的CsPbBr₃-Au柔性光学传感器，对于未来发展柔性可穿戴光学传感器具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于构建一种能够实现稳定、快速分析的柔性生物传感器，能够克服薄膜较差的增强均一性和稳定性，实现薄膜可再现和高度增强；本发明选用高光致发光效率、可调带隙和卓越地电荷传输能力的CsPbBr₃和生物相容性良好的Au为元素，制备得到的光学传感器具有良好的弯曲性能，从而实现可获取化学信号，且稳定、可再现高度增强的CsPbBr₃-Au的柔性光致增强拉曼传感器。

本发明制备的CsPbBr₃-Au的柔性光致增强拉曼传感器如图1左图所示，本发明通过旋涂的方法在基底上形成一层CsPbBr₃膜，将制备好的CsPbBr₃膜于真空干燥箱中干燥1h，然后再通过真空蒸镀的方法在CsPbBr₃膜上形成一层Au膜，即得到CsPbBr₃-Au的柔性传感器，右图为制备的CsPbBr₃-Au的柔性光致增强拉曼传感器的光学图片；具体原理如下所示：

将制备好的CsPbBr₃量子点溶于溶剂中，通过旋涂的方法将其均匀的制备于基底上，将制备好的CsPbBr₃膜干燥后，然后再通过真空蒸镀技术在CsPbBr₃膜上沉积一层Au膜，形成CsPbBr₃-Au异质结构，得到所述基于CsPbBr₃-Au的柔性光致增强拉曼传感器。

根据上述步骤，本发明采用如下的技术方案：