纳米级基板技术突破传感器单芯片成本有望降低
2015年06月25日 17:17 4844次浏览 来源： 中国有色网 分类： 新材料前沿
美国纽约州立大学水牛城分校的研究人员们最近开发出一种通用的纳米级基板，可望为目前普遍使用的物质传感器技术——“表面增强拉曼散射”提供关键的“万能 钥匙”，进一步实现成本低廉的单芯片版本。
这种针对物质传感器开发的通用型纳米级基板，能够大幅削减目前的设备成本，包括从机场安全侦测器、疾病与环境污染的辨识，以及艺术画作的鉴定。根据研究人员们表示，这种通用的基板可透过SERS技术，取代当今需要某种特定波长的基板。
“我们已经开发出一种未经报导的独特基板”约州立大学水牛城分校电子工程教授Qiaoqiang Gan表示，“我们能以纳米图案单层捕获宽带的光源，并将它挤压于狭窄的缝隙中，以取得必要的局部场效增强效果。先前研究的纳米结构仅适用于窄频。”该校博士候选人Nan Zhang与Kai Liu也协助Gan进行了这项研究。
这种新式传感器的秘诀在于可作为反射镜的银或铝薄膜，以及二氧化硅或氧化铝的电解层，用于随机分离具有微小金属纳米粒子的反射镜。
约州立大学水牛城分校开发出新的“通用型”基板，透过纳米级图案技术可望改善SERS辨识物质的能力，以及降低建置程序的成本。
Gan说：“在使用传统技术时，人们必须利用能与相应波长搭配的合适基板，然后重复实验不同波长时的结果，这十分浪费时间。而且还会消耗更多的物质与基板。”
其秘诀在于这种新的纳米图案基板，具备了捕捉广泛雷射波长的能力，从而可使单个组件快速执行完光谱测试，而无需为所使用的每一种雷射波长进行手动调整。Gan将它比喻为这一过程中的“万能 钥匙”，不必再为每一种所用光源的波长分别解锁了。这种基板还增加了拉曼散射的响应密度，从而实现功耗更低且成本低廉的光源。
这种纳米图案基板利用(银或铝)薄膜在电介质下方作为反射镜，随机测量纳米级金属粒子。其结果是，在拉曼散射辨识技术中所用的光源节任何波长都有适当的光子图案。
至于未来，Gan认为这项技术还不足以实现商业化，因此，目前正寻找制造合作伙伴或进行授权。
责任编辑：于璐
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