[发明专利]一种表面等离激元共振湿度传感器在审
申请号: | 202010439029.5 | 申请日: | 2020-05-22 |
公开(公告)号: | CN111537474A | 公开(公告)日: | 2020-08-14 |
发明(设计)人: | 不公告发明人 | 申请(专利权)人: | 金华伏安光电科技有限公司 |
主分类号: | G01N21/552 | 分类号: | G01N21/552;G01N21/59 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 322200 浙江省*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 表面 离激元 共振 湿度 传感器 | ||
本发明提供了一种表面等离激元共振湿度传感器,在聚酰亚胺层中设有孔洞,在聚酰亚胺层的顶部设有贵金属薄膜,在孔洞的底部设置贵金属块。在应用时,聚酰亚胺层吸湿膨胀,改变贵金属薄膜与贵金属块的表面等离激元共振特性,通过探测该共振实现湿度检测。因为贵金属微纳结构的表面等离激元共振特性对结构的形貌、结构间的距离非常敏感,所以本发明具有灵敏度高的优点。另外,在待测环境中设置本发明的传感器,应用外光路照射本传感器和应用外设光探测器接受信号,结构本身的尺寸小,在湿度传感领域具有良好的应用前景。
技术领域
本发明涉及湿度传感领域,具体涉及一种表面等离激元共振湿度传感器。
背景技术
湿度传感器被广泛地应用于农业生产、工业检测与控制、气象检测、医疗等各个领域。湿度传感器的小型化及微型化和高灵敏度是当前的趋势。现有的湿度传感器主要有电阻式、电容式、压阻式等。器件尺寸相对较大、灵敏度相对较低。难以满足在微型设备上的高灵敏湿度探测。
发明内容
为解决以上问题,本发明提供了一种表面等离激元共振湿度传感器,包括衬底、聚酰亚胺层、贵金属薄膜、贵金属块,聚酰亚胺层置于衬底上,聚酰亚胺层中设有孔洞,贵金属薄膜置于聚酰亚胺层的顶部,贵金属块置于孔洞的底部;使用时,聚酰亚胺层吸湿膨胀,所述贵金属薄膜和贵金属块的表面等离激元共振特性,通过探测该共振实现环境湿度的检测。
更进一步地,在孔洞侧面的上部还设有贵金属颗粒。
更进一步地,孔洞不贯穿整个所述聚酰亚胺层。
更进一步地,贵金属薄膜、贵金属块、贵金属颗粒的材料为金、银或铂。
更进一步地,衬底的材料为二氧化硅。
更进一步地,孔洞为条形。
更进一步地,贵金属薄膜为分离的贵金属微纳结构。
更进一步地,贵金属微纳结构为周期性排列的二聚体结构。
更进一步地,二聚体结构中两结构间的距离小于10纳米。
本发明的有益效果:本发明提供了一种表面等离激元共振湿度传感器,在聚酰亚胺层中设有孔洞,在聚酰亚胺层的顶部设有贵金属薄膜,在孔洞的底部设置贵金属块。在应用时,聚酰亚胺层吸湿膨胀,改变贵金属薄膜与贵金属块的表面等离激元共振特性,通过探测该共振实现湿度检测。因为贵金属微纳结构的表面等离激元共振特性对结构的形貌、结构间的距离非常敏感,所以本发明具有灵敏度高的优点。另外,在待测环境中设置本发明的传感器,应用外光路照射本传感器和应用外设光探测器接受信号,结构本身的尺寸小,在湿度传感领域具有良好的应用前景。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是表面等离激元共振湿度传感器的示意图。
图2是又一种表面等离激元共振湿度传感器的示意图。
图3是再一种表面等离激元共振湿度传感器的示意图。
图中:1、衬底;2、聚酰亚胺层;3、孔洞;4、贵金属薄膜;5、贵金属块。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效,详细说明如下。
实施例1
本发明提供了一种表面等离激元共振湿度传感器,如图1所示,该湿度传感器包括衬底1、聚酰亚胺层2、贵金属薄膜4、贵金属块5。聚酰亚胺层2置于衬底1上,衬底1的材料为二氧化硅。聚酰亚胺层2中设有孔洞。贵金属薄膜4置于聚酰亚胺层2的顶部。贵金属块5置于孔洞3的底部。贵金属薄膜4和贵金属块5的材料为金、银或铂。
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