基于金银合金薄膜的波长检测型表面等离子体共振传感器.pdf

Huaxue 物理化学学报(Wuli Xuebao) Acta 1771 September Phys．一函砌．S／n．2014，30(9)，1771-1777 [Article】 doi：10．3866／PKU．WHXB201407071 基于金银合金薄膜的波长检测型表面等离子体共振传感器 张酷1 刘杰1’’ 逯丹凤2 祁志美2 (1北京交通大学计算机与信息技术学院，生物医学工程系，北京100044； 2中国科学院电子学研究所，传感技术联合国家重点实验室，北京100190) 摘要：从实验和理论两方面详细研究了金银合金膜表面等离子体共振(SPR)传感器在可见光波段的敏感特 性．实验方面，通过在玻璃基底上溅射50nm厚的金银合金薄膜制备了一种新型的SPR传感芯片，并且自行搭 为10 pmol·L。1的牛血清蛋白(BSA)水溶液分别作为折射率样品和分子吸附样品，研究了传感器的折射率灵敏 度和吸附灵敏度，并与金膜和银膜SPR传感器进行了对比研究．结果表明，对于折射率灵敏度的测试，金银合 金膜SPR传感器大幅高于金膜SPR传感器，略低于银膜SPR传感器：而对于吸附敏感的研究，金银合金膜 SPR传感器的灵敏度与银膜SPR传感器相近，是金膜SPR传感器的3倍．理论方面，利用菲涅尔公式和等效折 射率计算公式仿真计算了这三种薄膜结构的SPR传感器的灵敏度和精确度，结果指出金银合金膜SPR传感器 的灵敏度与银膜SPR传感器接近，是常规金膜SPR传感器的2．31倍，而半高峰宽仅为金膜和银膜SPR传感器 的1．36倍．在稳定性方面，金银合金膜SPR传感器与金膜SPR传感器均具有良好的化学稳定性，而银膜SPR 传感器较易氧化，使用寿命低，不常被采用．综上，金银合金膜在改善传感器灵敏度的同时，不会降低精度，是一 种高灵敏、低成本、良好稳定性的SPR传感器敏感材料． 关键词：金银合金薄膜：表面等离子体共振：波长检测型：灵敏度 中图分类号：0649 SurfacePlasmonResonanceSensor Wavelength·Interrogated Basedon F¨m Au-AgAlloy ZHANGZhel LIUJiel’‘LU QIZhi-Mei2 Dan-Fen92 and (1DepartmentofBiomedicalEngineering,SchoolofCompuWrInformationTechnology,BeijingJiaotongUniversity, 100044,PR．China；2State BeUing KeyLaboratoryofTransducerTechnology,InstituteofElectronics, Chinese 100190,P R．Ch／na) AcademyofSciences，Beijing Abstract：An surface wasstudied and Au-Agalloy啊Im pla