银通孔阵列的模板电沉积制备及折射率传感性能

doi:10.7503/cjcu20150328

高等学校化学学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (12): 2511.doi: 10.7503/cjcu20150328

银通孔阵列的模板电沉积制备及折射率传感性能

徐蝶, 申晓华, 李焕焕, 杜元春, 胡家文()

湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室, 化学化工学院, 长沙 410082

收稿日期:2015-04-23 出版日期:2015-12-10 发布日期:2015-11-19
作者简介:联系人简介: 胡家文, 男, 博士, 教授, 主要从事谱学电化学研究. E-mail:jwhu@hnu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 91027037, J1210040)资助

Ag Through-void Arrays Prepared by Template Electrodeposition and Their Refractive Index Sensing Properties^†

XU Die, SHEN Xiaohua, LI Huanhuan, DU Yuanchun, HU Jiawen^*()

State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and Chemometrics, College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China

Received:2015-04-23 Online:2015-12-10 Published:2015-11-19
Contact: HU Jiawen E-mail:jwhu@hnu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.91027037, J1210040)

摘要/Abstract

摘要：

以聚苯乙烯微球的单层和双层胶体晶体为模板, 通过模板电沉积银, 移除模板后得到单层和双层银通孔阵列, 并用作基于增强光透射(EOT)的等离子传感器. 结果表明, 与单层银通孔阵列相比, 双层通孔阵列的传感灵敏度和品质因子都有很大提升, 最高分别达到559.71 nm/RIU(RIU: Refractive index unit)和14.28 RIU^-1.

关键词: 表面等离子体, 通孔阵列, 模板电沉积, 自组装, 折射率传感

Abstract:

One- and two-tier Ag through-void arrays for extraordinary optical transmission(EOT)-based plasmonic sensing were fabricated by electrodeposition of Ag through monolayer and bilayer colloidal crystal template of polystyrene spheres, followed by removal of the template. Experimental results reveal that compared with one-tier Ag through-void arrays, two-tier Ag through-void arrays show largely improved sensitivity and figure of merit(FOM), which reach 559.71 nm/RIU(RIU: Refractive index unit) and 14.28 RIU^-1, respectively. These suggests a low cost, feasible way for the fabrication of high quality EOT-based plasmonic sensor using routine techniques in which the tools used are accessible to most researchers.

Key words: Surface plasmon, Through-void array, Template electrodeposition, Self-assembly, Refractive index sensor

中图分类号:

O641

TrendMD:

徐蝶, 申晓华, 李焕焕, 杜元春, 胡家文. 银通孔阵列的模板电沉积制备及折射率传感性能. 高等学校化学学报, 2015, 36(12): 2511.

XU Die, SHEN Xiaohua, LI Huanhuan, DU Yuanchun, HU Jiawen. Ag Through-void Arrays Prepared by Template Electrodeposition and Their Refractive Index Sensing Properties^†. Chem. J. Chinese Universities, 2015, 36(12): 2511.

图/表 4

Fig.1 SEM images of one-(A) and two-tier(B) Ag through-void arrays made from monolayer and bilayer templates of 616 nm PS spheres, respectively

Fig.2 Transmission spectra(A, C) and plots of λQ and λD versus the refractive index(n)(B, D) of the surrounding medium for one-(A, B) and two-tier(C, D) Ag through-void arrays with a period of 616 nm a. In air(n=1); b. in ethanol(n =1.36); c. in chloroform(n=1.44). Regression equations for the plots shown in (B): λQ=26.36+559.71n, λD=388.37+ 444.17n; regression equations for the plots shown in (D): λQ=468.51+231.43n, λD=804.00+160.19n.

Table 1 Assessment of sensing performance of Ag through-void arrays with various periods

Array period/nm	Tier number	S/(nm·RIU^-1)	FOM/RIU^-1
275	One	78.88	0.35
275	Two	527.06	4.26
413	One	136.31	0.67
413	Two	649.39	8.28
616	One	231.43	1.78
616	Two	559.71	14.28

Fig.3 Transmission spectra(A, C) and plots of λQ and λD versus the refractive index(n)(B, D) of the surrounding medium for two-tier Ag through-void arrays with a period of 275 nm(A, B) and 413 nm(C, D) a. In air(n=1); b. in ethanol(n =1.36); c. in chloroform(n=1.44). Regression equation for the plot shown in (B): λD=62.95+ 527.06n; regression equations for the plots shown in (D): λQ=34.98 + 406.06n, λD=33.89 + 649.39n.

参考文献 21

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