【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多层膜表面等离子体共振传感器及其制备方法；特别涉及基于金和氧化铟锡多层膜的表面等离子体共振传感器及其制备方法。
技术介绍
1、基本表面等离子体共振技术(surface plasmon resonance,spr)的传感器具有无标记和可实时检测等优点，在生物和医学检测等领域有重要的应用价值。
2、目前，spr传感技术对于小分子、超低浓度分析物的检测以及微弱相互作用分子检测方面还具有很大的挑战，特别是传统的基于金膜传感器。因此，提高spr传感器的灵敏度一直是该领域的研究热点。
技术实现思路
1、本专利技术所使用的多层膜表面等离子体共振传感器，通过磁控溅射法在玻片上镀上铬膜后，交替镀上膜和膜，形成周期性交替的金和氧化铟锡6层膜结构。金膜在棱镜的耦合下，能够激发表面等离子体共振波。本专利技术利用具于低光学损耗、强折射率调制、在一定条件下介电常数近零的氧化铟锡作为耦合层，设计周期性交替的金和氧化铟锡结构实现多个表面等离子体波相互耦合增强，从而极大提高了表面等离子体共振探测器的灵敏度。
2、对于本专利技术所使用的多层膜表面等离子体共振传感器，通过如图1所示的实验装置，检测折射率范围为1.333-1.3679riu的生物体溶液样品获取实验数据。
3、如图1所示，实验装置包括卤钨灯光源1(avalight-hal-mini，北京爱万提斯科技有限公司，波长范围：360–2500nm)；光纤2；双凸透镜3、6(焦距：150mm)；p光偏振片4；光纤光谱
4、图1中，附图标记5表示所述传感芯片，所述传感芯片5用香柏油将传感芯片与棱镜耦合。
5、折射率范围为1.333-1.3679riu的生物体溶液样品，为去离子水和nacl进行配置，并通过阿贝折射仪进行定标。
6、如图4所示，该图显示上述生物体溶液样品，透过率随波长变化形成的多条曲线，通过读取该多条曲线的最小值，能够获取生物溶液样品的共振波长。
7、本专利技术的传感灵敏度可以通过下公式定义：
8、s(λ)＝δλ/δn(nm/riu)
9、在测试范围内的平均灵敏度可以通过对测试数据的线性拟合求得。
10、如图5所示，将图4读取的共振波长、及其对应的折射率在图5所示的坐标上描点，并根据所描点(描点的具体数值见下表)获取相关线(即线性拟合所得直线)。该相关线的公式为：y＝3356.3x-3677.4(r2＝0.99312)。
11、 折射率(riu) 共振波长(nm) 1.333 801.02172 1.342 823.39095 1.3503 851.08598 1.3598 884.87493 1.3679 917.36222
12、由图5的相关线公式可知，本专利技术所使用的多层膜表面等离子体共振传感器的灵敏度为3356.3nm/riu。
13、作为参照，本专利技术选择传统的au膜传感器，通过如图1所示的实验装置，检测折射率范围为1.333-1.3679riu的生物体溶液样品获取实验数据，获取的实验数据如图2、3所示。图2、3的信息获取方法与上述相同，以下不再赘述。
14、如图3所示，该图点(描点的具体数值见下表)显示的该相关线的公式为：y＝2325.4x-2463.4(r2＝0.99222)。可知传统金膜传感器灵敏度为2325.4nm/riu。
15、 折射率(riu) 共振波长(nm) 1.333 639.24359 1.342 655.8692 1.3503 674.27817 1.3598 696.3871 1.3679 720.92589
16、综上，实验显示，本专利技术的多层膜表面等离子体共振传感器，相比传统的金膜传感器，灵敏度由2325.4nm/riu；提高到3356.3nm/riu，增幅达到44.3％；相比目前采用二维材料进行增敏的提高倍数(以传统的金膜作为参照)均有较明显提高。例如，appl.optics2014,53,1419-1426文献报道提高倍数为13％；acs appl.mater.interfaces 2015,7,21727-21734报道提高倍数为20％；acs appl.mater.interfaces 2018,10,34916-34923报道提高倍数为39.35％。
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1.一种多层膜表面等离子体共振传感器，其特征是，包括传感芯片，所述传感芯片包括玻片，所述玻片上镀制周期性交替的金(Au)和氧化铟锡(ITO)复合膜，所述金(Au)和氧化铟锡(ITO)复合膜的周期数为三；所述金(Au)和氧化铟锡(ITO)复合膜为一层Au膜、一层ITO膜交替复合形成。
2.根据权利要求1所述的多层膜表面等离子体共振传感器，其特征是，所述Au膜厚度为15-25nm；所述ITO膜厚度为10-16nm。
3.根据权利要求1或2所述的多层膜表面等离子体共振传感器，其特征是，所述玻片、所述Au膜之间镀制铬(Cr)膜。
4.一种多层膜表面等离子体共振传感器制备方法，用于制备权利要求3所述的基于金(Au)和氧化铟锡(ITO)多层膜的表面等离子体共振传感器，其特征是，通过磁控溅射法制备所述传感芯片，所述磁控溅射法的参数为本底真空范围：2～4e-6torr；溅射气压范围：2～4mTorr；Cr：采用直流溅射，溅射功率范围80～110w，溅射时间范围12～15s；Au：采用直流溅射，功率范围40～60w，时间范围5570s；ITO：采用射频溅射，功率
...【技术特征摘要】
1.一种多层膜表面等离子体共振传感器，其特征是，包括传感芯片，所述传感芯片包括玻片，所述玻片上镀制周期性交替的金(au)和氧化铟锡(ito)复合膜，所述金(au)和氧化铟锡(ito)复合膜的周期数为三；所述金(au)和氧化铟锡(ito)复合膜为一层au膜、一层ito膜交替复合形成。
2.根据权利要求1所述的多层膜表面等离子体共振传感器，其特征是，所述au膜厚度为15-25nm；所述ito膜厚度为10-16nm。
3.根据权利要求1或2所述的多层膜表面等离子体共振传感器，其特征是，所述玻片...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈书汉，林浩斌，袁琳华，黄梓轩，张海宁，邓定南，王国平，
申请(专利权)人：嘉应学院，
类型：发明
国别省市：
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