用于聚合物传感的表面增强红外银天线阵列

红外光谱技术因分子吸收截面较小限制了其灵敏度，采用光学性质相似且价格更低的银阵列替代金阵列，在节约成本的同时，利用表面增强红外吸收效应，以提高微量分析物的检测灵敏度。分别设计了微米尺度的中空十字形与六边形天线阵列结构，使用时域有限差分算法进行数值仿真，研究了天线尺寸对超表面光学性能的影响。利用紫外曝光技术，以银作为沉积金属，实现低成本、大尺寸天线阵列的制备。利用傅里叶红外光谱仪测量超表面基底，在400～800 cm^-1的中红外波段实现了表面增强吸收，十字形天线与六边形天线结构的消光系数最高分别可达20%与24.5%。为了评估超表面的传感性能，分别在硅基底和六边形结构的超表面基底上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯，六边形天线结构在483.14 cm^-1处实现了2.85倍的增强吸收，增强因子为1 995。