基于等離子體光學(xué)晶體的生物傳感器及其應(yīng)用.pdf

1、等離子體光學(xué)晶體是基于有序等離子體光學(xué)結(jié)構(gòu)的一類新型納米光學(xué)器件，能夠?qū)崿F(xiàn)在納米尺度上對光的操控，完成生物傳感換能過程。由于等離子體光學(xué)晶體同時具有光子晶體和金屬等離子體的物理特性，當(dāng)光以一定條件作用于結(jié)構(gòu)時，會產(chǎn)生局域表面等離子體共振現(xiàn)象，使其具有強大的電磁波調(diào)制能力。這一特性使等離子體光學(xué)晶體成為生物傳感器系統(tǒng)中換能元件的最優(yōu)選擇，在拉曼增強、熒光增強、非標(biāo)記檢測、環(huán)境監(jiān)測等生化領(lǐng)域均具有良好的應(yīng)用前景。
　　現(xiàn)階段，等離子體

2、光學(xué)晶體主要是通過電子束刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕、納米壓印、電鍍、濺射等多種手段來制備的，制備過程不但耗時，而且費用昂貴，這些因素使得等離子體光學(xué)晶體無法實現(xiàn)大面積的制備，從而限制了其在應(yīng)用上的發(fā)展。本論文以光子晶體為模板，結(jié)合無電解電鍍、磁控濺射以及濕腐蝕法等技術(shù)手段實現(xiàn)了等離子體光學(xué)晶體結(jié)構(gòu)的大面積制備，并將其用于拉曼增強實驗。具體工作開展如下:
　　(1)單層光子晶體膜的制備。本論文采用空氣和液體的界面沉積法自組裝納米粒子單層膜結(jié)

3、構(gòu)，并利用馬蘭哥尼對流作用將其從水面上轉(zhuǎn)移到不同的基底上，從而制備出大面積不同粒徑、材質(zhì)（SiO2和PS納米粒子）的呈六方密堆積排列結(jié)構(gòu)的二維光子晶體。
　　(2)等離子體光學(xué)晶體結(jié)構(gòu)的制備。以單層光子晶體膜為模板，結(jié)合無電解電鍍、磁控濺射以及濕腐蝕法等手段制備出三種等離子體光學(xué)晶體結(jié)構(gòu):金屬和二氧化硅介質(zhì)混合的單層等離子體光學(xué)晶體膜、純金屬的蜂窩狀等離子體光學(xué)晶體以及具有可調(diào)諧共振腔結(jié)構(gòu)的金納米帽陣列。
　　(3)等離子體