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原文传递一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针及其制备方法

专利名称：	一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针及其制备方法
摘要：	由于光纤是一种大长径比、回转体、脆性材料，因此传统方法如光刻法、聚焦离子束刻蚀、电子束刻蚀、压印法等纳米结构制备工艺并不适用。而转印法制备得到的金属纳米结构与基底的结合能力较差。本发明克服了传统方法不能在光纤表面制备金属纳米阵列材料的缺点，基于原位阳极氧化的方法，在光纤表面原位制备了孔径统一、孔分布均匀的AAO模板。进一步，本发明提出了一种基于原位电沉积法，在光纤基底上制备金属纳米棒阵列的方法。可以通过调节电沉积以及阳极氧化的参数可以方便地调节所制备金属纳米棒阵列的特征尺寸，如直径、间距以及高度等。从而利用金属纳米棒之间的LSPR效应，降低传感曲线的半峰宽，提高光纤SPR传感的敏感度和信噪比。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京大学
发明人：	李威;田莹;张珏;方竞
专利状态：	有效
申请日期：	2018-05-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201810462699.1
公开号：	CN110487768A
代理机构：	北京万象新悦知识产权代理有限公司
代理人：	张肖琪
分类号：	G01N21/65(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100871 北京市海淀区颐和园路5号
主权项：	1.一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，在光纤探针的圆柱外表面有垂直于光纤轴方向生长的金属纳米棒阵列。 2.如权利要求1所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的金属纳米棒阵列是通过原位阳极氧化并经过原位电沉积方法制备得到。 3.如权利要求2所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的原位阳极氧化是在光纤的圆柱外表面上均匀沉积一层厚度为100nm至10μm的金属铝薄膜，利用该铝薄膜作为阳极，惰性电极作为阴极，在酸溶液中进行阳极氧化，在光纤圆柱外表面原位制备得到多孔阳极氧化铝模板；所述的原位电沉积是以具有多孔阳极氧化铝模板的光纤为阴极，惰性电极为阳极，在电镀液中进行原位电沉积。 4.如权利要求2所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的金属纳米棒的直径由原位阳极氧化后所得到的多孔阳极氧化铝模板孔的直径所控制，多孔阳极氧化铝模板孔的直径可以在氧化后通过质量分数为5％的稀磷酸扩孔来调节。 5.如权利要求2所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的惰性电极可以为平板形，也可以为环形。 6.如权利要求2所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的金属纳米棒阵列是通过将光纤表面原位阳极氧化得到的多孔阳极氧化铝模板利用磷酸溶液或氢氧化钠溶液刻蚀溶解得到的具有自支撑性的金属纳米棒阵列。 7.如权利要求3所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的酸溶液为草酸溶液、铬酸溶液、乙二酸溶液、硼酸溶液、磷酸溶液、硫酸溶液或以上几种酸的任意比例混合溶液。 8.如权利要求3所述的一种基于电化学聚合分子印迹技术的表面等离激元光纤探针，其特征在于，所述金属铝薄膜下方可以预先沉积一层1nm至1μm厚的金膜、银膜、铝膜、铬膜或者以上几种金属任意组合的膜层。 9.如权利要求3所述的一种基于电化学聚合分子印迹技术的表面等离激元光纤探针，其特征在于，所述金属膜可以通过磁控溅射、电镀、蒸镀或者化学镀的方式沉积在光纤圆柱外表面。 10.如权利要求3所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的阳极氧化条件为直流阳极氧化、交流阳极氧化、交直流叠加阳极氧化、脉冲阳极氧化或者周期换向阳极氧化。 11.如权利要求3所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的阳极氧化条件为氧化电压5V至300V，氧化电流密度为0.001A/cm2至10A/cm2，氧化温度为0℃至30℃。 12.如权利要求3所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的电镀液由主盐、支持电解质、络合剂和添加剂组成，其中主盐为必须存在成分。 13.如权利要求3所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的电沉积为直流电沉积，交流电沉积或脉冲电沉积。 14.如权利要求8所述的一种表面具有原位制备的金属纳米棒阵列的光纤探针，其特征在于，所述的主盐可以是氯金酸、雷酸金、亚硫酸金钠、氰化金钾、氰化亚金钾、柠檬酸金钾、绿金酸钠、硫代硫酸金钠、硝酸银、氯化银、雷酸银、雷爆银、或是氰化银钾。
所属类别：	发明专利