基于纳米多孔薄膜光学干涉的光学传感器

发布时间：2019-07-22 09:24

【摘要】：光学传感器是一种利用光把介质与目标分子的相互作用转换为光信号的装置.光学干涉是光学传感器中常用的技术,具有无需标记、无破坏性、响应迅速等优点.在光学传感器中光的干涉主要源于从单层薄膜上下表面反射的光或者从多层薄膜各个界面处反射的光.由于纳米多孔薄膜具有较高的比表面积,将其应用于传感器中能够提高传感器的灵敏度、降低检测限.常见的薄膜类型主要有单层、双层、多层(光子晶体)等.本文综述了多孔硅、阳极氧化铝、二氧化钛、金属有机骨架等纳米多孔薄膜材料的光学干涉在传感器中的应用,并对其进行了展望.
【图文】：

化学学报综述1072http://sioc-journal.cn2017ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciencesActaChim.Sinica2017,75,1071—1081图1(a)薄膜光学干涉示意图.(b)薄膜光学干涉的反射光谱和光谱的位移示意图.(c)反射干涉光谱的傅里叶变换.Figure1(a)Schematicillustrationofopticalinterferenceofnanoporousfilm.(b)Reflectometricinterferencespectrumofnanoporousfilm.(c)Fouriertransformsofreflectometricinterferencespectrumofnanoporousfilm.2nL的值(图1c).通过对NF进行修饰,并利用抗原抗体反应[20]、脱氧核糖核酸(DeoxyribonucleicAcid,DNA)的杂交[21,22]、酶的催化作用[23,24]、化学反应[25]等可实现对目标分子的检测.纳米多孔薄膜高比表面积的特点有利于提高传感器的灵敏度并降低其检测限.本综述主要介绍了利用多孔硅、阳极氧化铝、二氧化钛等纳米多孔薄膜的光学干涉性质进行化学及生物传感的应用.2不同纳米多孔薄膜的应用2.1多孔硅多孔硅(PorousSilicon,PSi)的制备方法非常简单,把硅片浸入含有HF的电解液中,通过电化学刻蚀即可得到PSi.其中,孔的结构,孔道的大孝形状、数量主要取决于刻蚀时所使用的电流.改变刻蚀电流的大孝电解液的组成及硅片中掺杂剂的类型,多孔硅的孔径可以从几个纳米调节到几个微米[26,27].通过周期性地改变刻蚀过程中的电流,可以制备得到多层多孔硅.这种多层多孔硅薄膜常被作为一维光子晶体(OneDimensionalPhotonicCrystals,1D-PCs),即所谓的多孔硅光子晶体(PSi-PCs)[28,29].光在这种多层结构中经过多次反射干涉后,可见-近红外波段中某些特定波长范围的光被反射回去,无法在光子晶体中传播,这就是光子晶体的光子带隙.PSi-PCs的RIfS上有一个或者多个特征峰,分别对?

化学学报综述1072http://sioc-journal.cn2017ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciencesActaChim.Sinica2017,75,1071—1081图1(a)薄膜光学干涉示意图.(b)薄膜光学干涉的反射光谱和光谱的位移示意图.(c)反射干涉光谱的傅里叶变换.Figure1(a)Schematicillustrationofopticalinterferenceofnanoporousfilm.(b)Reflectometricinterferencespectrumofnanoporousfilm.(c)Fouriertransformsofreflectometricinterferencespectrumofnanoporousfilm.2nL的值(图1c).通过对NF进行修饰,并利用抗原抗体反应[20]、脱氧核糖核酸(DeoxyribonucleicAcid,DNA)的杂交[21,22]、酶的催化作用[23,24]、化学反应[25]等可实现对目标分子的检测.纳米多孔薄膜高比表面积的特点有利于提高传感器的灵敏度并降低其检测限.本综述主要介绍了利用多孔硅、阳极氧化铝、二氧化钛等纳米多孔薄膜的光学干涉性质进行化学及生物传感的应用.2不同纳米多孔薄膜的应用2.1多孔硅多孔硅(PorousSilicon,PSi)的制备方法非常简单,把硅片浸入含有HF的电解液中,通过电化学刻蚀即可得到PSi.其中,孔的结构,孔道的大孝形状、数量主要取决于刻蚀时所使用的电流.改变刻蚀电流的大孝电解液的组成及硅片中掺杂剂的类型,多孔硅的孔径可以从几个纳米调节到几个微米[26,27].通过周期性地改变刻蚀过程中的电流,可以制备得到多层多孔硅.这种多层多孔硅薄膜常被作为一维光子晶体(OneDimensionalPhotonicCrystals,1D-PCs),即所谓的多孔硅光子晶体(PSi-PCs)[28,29].光在这种多层结构中经过多次反射干涉后,可见-近红外波段中某些特定波长范围的光被反射回去,无法在光子晶体中传播,这就是光子晶体的光子带隙.PSi-PCs的RIfS上有一个或者多个特征峰,分别对?
【作者单位】： 浙江大学化学系分析化学研究所;
【基金】：国家自然科学基金(Nos.21335001,21575126) 浙江省自然科学基金(No.LR14B050001)资助~~
【分类号】：TH744.3;TP212

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本文编号：2517529