王 丽 逯丹凤 高 然 程 进 张 喆 祁志美,＊

(1中国科学院电子学研究所，传感技术国家重点实验室，北京 100190；2中国科学院大学，北京 100049；3北京交通大学计算机与信息技术学院，北京 100044)

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

王 丽1,2逯丹凤1高 然1程 进1张 喆3祁志美1,＊

(1中国科学院电子学研究所，传感技术国家重点实验室，北京 100190；2中国科学院大学，北京 100049；3北京交通大学计算机与信息技术学院，北京 100044)

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60 nm；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5 nmol·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。

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

1 引 言

纳米多孔金膜(NPGF)是一种先进功能材料，拥有热力学高度稳定的三维纳米孔-孔互通结构以及独特的物理和化学特性，在催化、化工、新能源、生化传感器、表面增强拉曼光谱技术(SERS)等领域具有广阔的应用前景，已经引起国内外学者的广泛关注1-7。……