基于自组装胶体晶体构筑贵金属纳米孔阵列及其传感性质

摘要

近些年来,一种基于贵金属纳米孔阵列的SPR传感器受到人们广泛的关注.这种传感器主要是依靠贵金属纳米孔阵列特殊的光学异透现象.我们利用聚合物胶体晶体为模板,结合金属气相沉积在玻璃基底上制备了银纳米孔阵列结构,随后通过各向同性的氢氟酸刻蚀玻璃基底,得到了“悬空”银纳米孔多孔膜.结合时域有限元差分方法(FDTD)理论计算与生物大分子免疫识别反应等相关实验,证明了“悬浮”银纳米孔阵列的折射率灵敏度相对于未刻蚀样品提高了近3倍.灵敏度的提高一方面来自于基底刻蚀后纳米孔周围所激发电磁场的重新分布,另外一方面在于纳米孔阵列被抬离基底后减弱了电磁场与基底的重叠程度.这两方面都使得“悬浮”银纳米孔阵列周围电磁场可以更充分的感知周围介质折射率的变化,因此“悬浮”银纳米孔阵列可用来制备高灵敏度的生物传感器.此外,我们还发现通过调控银纳米孔阵列周围折射率的大小,可以强烈的影响银多孔膜的透过光波长,在多色显示、可擦写光子纸、安全防伪标记及滤波器等领域有潜在的应用价值.