【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碱金属温度传感器件、测温方法及制备方法，属于温度测试领域。
技术介绍
1、热等离激元学(thermoplasmonics)是一门利用金属纳米颗粒或纳米结构通过局域表面等离激元共振(lspr)效应将光能转化为热能的科学。这一领域的核心在于纳米尺度的热能控制和操纵。热等离激元学在医学癌症治疗、太阳能的收集和转换和化学反应催化等多个领域都有重要应用。比如，在医学方面，金属纳米颗粒(如金或银)可以用于靶向癌细胞，并通过局部加热来杀死这些细胞，从而实现生物组织的癌症治疗。
2、在热等离激元领域中，纳米材料的精确温度测量对于理解其光热特性、产热机制以及在物理、化学和生物应用中的作用至关重要。比如，控制局部加热在生物医学诊断和治疗中是必不可少的，特别是在温度高于生理水平(41-42℃)的肿瘤中杀死癌细胞，同时防止对周围健康组织的过度损伤或治疗后的炎症反应。在光热催化中，等离子体诱导的热载流子热产生、热载流子电子转移和热化过程的时间尺度都在飞秒到亚纳秒的时间尺度上。另外，过度的局部加热也给纳米材料本身的稳定性和相关光电器件的正常功能带来了问题。因此，以足够的灵敏度和准确性监测光热纳米材料的局部温度分布和瞬态温度，对基础材料科学、化学、和医学等应用意义重大。
3、传统的测热技术，如水银温度计、热电偶和红外照相机，只能将宏观温度作为光热纳米材料的集体效应，通常仅限于以低空间和时间分辨率测量体积或表面温度。这些传统的温度计通常用于监测在几百秒的时间尺度上被连续激光照射的光热纳米材料的加热和冷却过程，由此可以得
4、非纳米探针测温法，指在不引入任何纳米温度计的情况下，直接测量光热纳米材料的局部温度或稳态空间温度梯度，主要依赖于各种光谱分析。例如，x射线可以作为局部温度测量的探针，利用激光激发纳米颗粒的共振，其温度会迅速增加，导致其结构和振动的局域参数的改变，从扩展x射线吸收精细结构光谱(exafs)的变化反演出其温度的变化。然而，基于x射线的测温技术通常需要在惰性气体气氛下的粉末状样品，因此限制了它们在复杂系统中的应用。此外，拉曼光谱，包括斯托克斯和反斯托克斯光谱，均可用于测量纳米材料的局部温度，其原理是通过激光激发纳米颗粒的共振使其温度迅速增加，纳米材料的斯托克斯拉曼模式或反斯托克斯拉曼模式会随之变化，从而反演出其温度的变化。然而，一方面，反斯托克斯信号通常非常弱，另一方面，基于斯托克斯拉曼模式变化的测温方式对纳米材料的适用性非常有限。因此，精确的、无损的、原位的、实时的、灵敏的瞬态局部温度探测技术仍然是一个挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种精确的、无损的、实时的、灵敏的瞬态局部温度探测仪器，基于该目的，本专利技术提供了一种碱金属温度传感器件、测温方法及制备方法，温度传感器件基于碱金属纳米阵列形成等离激元结构，该结构的反射光谱对温度反应灵敏，可通过实时观测反射光谱变化即可获得温度的变化。
2、本专利技术所采取的技术方案为：一种碱金属温度传感器件，包括基底和碱金属纳米阵列，所述碱金属纳米阵列设置在所述基底上，所述碱金属纳米阵列为若干纳米柱以阵列形式分布在所述基底上；光线入射在所述碱金属纳米阵列上时，反射光谱或/和吸收光谱随所述碱金属纳米阵列温度的变化而变化，基底为透明基底，不影响光谱特征。
3、作为一种优选方案，可见光入射在所述碱金属纳米阵列上时，反射光在不同温度下呈现不同颜色，依据反射光的颜色变化可得知温度变化。
4、作为一种优选方案，光线经过所述碱金属纳米阵列反射，反射光谱的波谷所对应的波长与温度呈线性相关性，依据线性相关性得到两者的关系公式，在需要检测温度时，探测到反射光谱即可依据关系公式计算得到温度。
5、作为一种优选方案，为了使微结构(温度传感器件)的吸收波段落到可见光波段，需要设定特定结构的纳米阵列，此时，纳米阵列中纳米柱的周期、尺寸依据如下方法设定：
6、在设定温度范围内选取数个温度值，测量碱金属在对应温度值下介电函数的实部和虚部，温度范围优选20℃～200℃，若高于200℃，钠与石英基底之间发生反应，影响反射光谱，再优选20～150℃，在该温度范围内选择多个温度值，如20℃、30℃、40℃、80℃、100℃、150℃等等，测量不同温度下介电函数的实部和虚部；
7、设置周期不同和/或纳米柱尺寸不同的纳米阵列，代入所述介电函数的实部和虚部，利用光学仿真软件fdtd测量不同纳米阵列在各温度值下的反射光谱；上述纳米柱尺寸是指纳米柱的直径、高度等，所述纳米阵列的参数p为100-1000nm，优选150-350nm；d为50-900nm，d＜p，优选70-300nm；h为20-200nm，优选30-100nm；
8、选取在各温度值下反射光谱的波谷均在可见光波段的纳米阵列为温度传感器件中碱金属纳米阵列，依据该阵列设计碱金属温度传感器件，再优选反射波谷位于200-1600nm的阵列结构，再优选反射波谷在400nm-800nm且反射谷的半峰宽较窄、对比度较大的对应的周期阵列微纳结构。
9、上述介电函数的实部和虚部的获得方法，优选为：
10、a在惰性气氛下加热钠块至融化，形成液滴，剥离液滴表面的氧化物；
11、b将液滴旋涂在基底上并快速冷却固化形成钠膜，所述基底为石英基底；
12、c使用紫外固化胶将所述钠膜封装形成钠膜样品；
13、d将钠膜样品转移到椭圆偏振光谱仪的样品台上，控制所述钠膜样品的温度，测量不同温度下钠膜样品介电函数的实部ε1和虚部ε2。
14、介电函数的实部和虚部的获得方法再优选为：
15、a首先用旋涂法制备钠金属薄膜样品。在一个配备惰性气氛的手套箱中，加热钠块到135℃，它在钨舟上会融化形成一个液滴。液滴表面的氧化物壳可以用镊子剥离。然后，液体钠可以落在旋涂机上快速旋转的石英基板上后快速冷却固化，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碱金属温度传感器件，其特征在于：包括基底和碱金属纳米阵列，所述碱金属纳米阵列设置在所述基底上，所述碱金属纳米阵列为若干纳米柱以阵列形式分布在所述基底上；光线入射在所述碱金属纳米阵列上时，反射光谱或/和吸收光谱随所述碱金属纳米阵列温度的变化而变化。
2.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：光线入射在所述碱金属纳米阵列上时，反射光谱中的反射谷的波长随温度变化而变化。
3.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：光线经过所述碱金属纳米阵列反射，反射光谱的波谷所对应的波长与温度呈线性相关性。
4.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：碱金属纳米阵列中纳米柱的周期、尺寸依据如下方法设定：
5.根据权利要求4所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：在选取所述纳米阵列时优选反射谷的峰位位于可见光波段且反射谷的半峰宽度窄、对比度大的纳米阵列。
6.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：利用所述温度传感器件测温方法为：
7.根据权利要求4所述的碱金属温度传感器件，其
8.根据权利要求7所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：调整所述钠膜样品的温度范围为20～150℃，测量20～150℃内不同温度下介电函数的实部ε1和虚部ε2。
9.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：所述基底为石英基底，在所述基底上设置碱金属纳米阵列的方法为：
10.一种权利要求1所述的碱金属温度传感器件的测温方法，其特征在于：包括以下步骤
11.一种碱金属温度传感器件的制备方法，其特征在于：碱金属温度传感器件包括基底和碱金属纳米阵列，所述纳米阵列为若干纳米柱形成的阵列结构，温度传感器件的制备方法包括以下步骤：
12.一种碱金属温度传感器件，其特征在于：包括基底和碱金属纳米柱，所述碱金属纳米柱设置在所述基底上，光线由碱金属纳米柱一侧入射至碱金属-基底的界面上时，反射光谱或/和吸收光谱随所述碱金属纳米阵列温度的变化而变化。
...【技术特征摘要】
1.一种碱金属温度传感器件，其特征在于：包括基底和碱金属纳米阵列，所述碱金属纳米阵列设置在所述基底上，所述碱金属纳米阵列为若干纳米柱以阵列形式分布在所述基底上；光线入射在所述碱金属纳米阵列上时，反射光谱或/和吸收光谱随所述碱金属纳米阵列温度的变化而变化。
2.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：光线入射在所述碱金属纳米阵列上时，反射光谱中的反射谷的波长随温度变化而变化。
3.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：光线经过所述碱金属纳米阵列反射，反射光谱的波谷所对应的波长与温度呈线性相关性。
4.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：碱金属纳米阵列中纳米柱的周期、尺寸依据如下方法设定：
5.根据权利要求4所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：在选取所述纳米阵列时优选反射谷的峰位位于可见光波段且反射谷的半峰宽度窄、对比度大的纳米阵列。
6.根据权利要求1所述的碱金属温度传感器件，其特征在于：利用所述温度传感器件测温方法为：
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