纳米多孔金膜表面等离子体共振效应的理论分析和传感应用
发布时间:2018-02-03 15:57
本文关键词: 纳米多孔金膜 传播表面等离子体共振 富集 高灵敏度 苯并芘 出处:《物理化学学报》2017年06期 论文类型:期刊论文
【摘要】:纳米多孔金膜(NPGF)化学和热力学稳定性好,比表面积大,具有显著的表面等离子体共振(SPR)效应,适宜于用作SPR生化传感芯片。本文对NPGF的SPR效应进行了理论分析,得到了在NPGF/空气界面传播的表面等离子体色散曲线,获得了优化NPGF-SPR传感性能所需的最佳薄膜厚度约为60nm;在此基础上利用溅射沉积-化学脱合金两步法在玻璃基板上制备出大面积均匀的超薄NPGF,采用Krestchmann棱镜耦合结构测试了NPGF在可见-近红外波段的SPR共振光谱及其传感特性,通过利用菲涅耳公式并结合Bruggeman介电常数近似理论对测得的共振波长进行拟合,得出NPGF的孔隙率约为0.38。未经修饰的NPGF是亲水薄膜,能够有效富集水中的双酚A,使得NPGF-SPR传感器对双酚A的探测下限达到5nmol?L~(-1);经过疏水化处理后,NPGF对非极性苯并芘分子的富集能力获得显著增强,使得传感器对苯并芘的探测下限达到1 nmol?L~(-1)。
[Abstract]:The nano-porous gold film NPGF has good chemical and thermodynamic stability, large specific surface area and remarkable surface plasmon resonance (SPR) effect. In this paper, the SPR effect of NPGF is theoretically analyzed, and the surface plasma dispersion curve of NPGF propagating at the interface of SPR / air is obtained. The optimum film thickness for optimizing the sensing performance of NPGF-SPR is about 60 nm. On this basis, ultrathin NPGF with large area and uniform size was prepared on glass substrate by sputtering depositation-chemical dealloying method. Krestchmann prism coupling structure was used to measure the SPR resonance spectrum and its sensing characteristics of NPGF in the visible and near infrared band. The resonance wavelength was fitted by using Fresnel formula and Bruggeman dielectric constant approximation theory. The porosity of NPGF is about 0.38.The unmodified NPGF is a hydrophilic membrane and can effectively enrich bisphenol A in water. The detection limit of NPGF-SPR sensor for bisphenol A is 5 nmol? After hydrophobic treatment, the enrichment ability of NPGF to nonpolar benzo pyrene molecules was significantly enhanced, resulting in the detection limit of benzo pyrene reached 1 nmol? LJ-1.
【作者单位】: 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室;中国科学院大学;北京交通大学计算机与信息技术学院;
【基金】:国家重点基础研究发展规划项目(973)(2015CB352100) 国家自然科学基金(61377064,61401432,61401019,61675203) 中国科学院科研装备研制项目(YZ201508)资助~~
【分类号】:O614.123;TB383;TP212
【正文快照】: 1引言学脱合金两步法,成功制备出大面积均匀的超薄纳米多孔金膜(NPGF)是一种先进功能材料,NPGF,采用数纳米厚的铬膜作为过渡层,有效增拥有热力学高度稳定的三维纳米孔-孔互通结构强了NPGF与玻璃基底的附着力,但是在脱合金过以及独特的物理和化学特性,在催化、化工、新程中需要
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本文编号:1487778
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