暨南大学表面等离子体共振传感器研究取得进展
- 2018/6/6 15:20:22 18221
- 来源:中国光学期刊网
折射率传感测量的实验设置
二硫化钨(WS2)是一种具有代表性的层状过渡金属二卤代酸(TMDC)材料,在高灵敏传感器中具有重要的应用前景。在这里,研究人员提出了一种具有WS2纳米薄膜覆盖层改进的金属膜的灵敏度增强表面等离子体共振(SPR)传感器。SPR灵敏度与WS2覆盖层的厚度有关,其可以通过涂覆不同浓度的WS2乙醇悬浮液或重复后涂覆的次数来调整。由于其大的表面面积、高的折射率和独特的光电性能,涂覆在金膜上的WS2纳米片覆盖层显著提高了传感灵敏度。通过将WS2悬浮液涂覆一次,他们在实验中取得了较高的灵敏度(高达2459.3 nm/ RIU)。与没有WS2覆盖层的情况相比,该结果显示灵敏度提高了26.6%。研究人员分析和讨论了WS2纳米薄膜覆盖层对传感性能改善的影响。此外,所提出的WS2 SPR传感器在折射率范围为1.333到1.360之间的线性相关系数为99.76%。除了灵敏度增强之外,WS2纳米片覆盖层还能够显示额外的优点,例如保护金属膜免受氧化、共振波长区域的可调谐性、生物相容性、蒸气能力和气敏性。
近年来,由于二元过渡金属二卤化物(TMDC),如二硫化钼(MoS2)和二硫化钨(WS2),由于其具有独特的电学、光学、等离子体、电化学和电催化性能性质的原子薄层结构,在各学科之间的关注度越来越大。WS2具有由共价连接的S- W-S单层形成的六方晶体结构,并通过弱范德瓦尔斯力叠加。WS2单层包含一层钨原子,其具有六重协调对称性,其对称地填充在两个硫原子的三角原子层之间。因此,作为新出现的2D层状纳米材料之一的WS2被认为是石墨烯类材料。有许多用于TMDC合成的技术,如化学气相沉积、机械剥落和液相剥离方法。作为一种典型的TMDC材料,WS2具有强的光致发光、大的光响应性、高密度的电子态、可见光到近红外光谱中的大量带隙,以及高的表面与体积和层相关的电子和光学性质,使其成为一个有前途的材料。为开发新的生物和化学传感器和传感应用提供许多机会。例如,据报道,等离子体辅助合成WS2薄膜对NH3的存在具有高灵敏度,这表明二维WS2膜用于电化学气敏应用的潜力。有文献报道了一种用于小分子-蛋白质-受体相互作用超灵敏检测的新型纳米WS2纳米传感器,其灵敏度高达5.3 pmol/L。包裹在维纳光纤的锥形区域上,WS2纳米薄膜已经被提出用于增强湿度感测。
(原文标题:暨南大学研究人员利用二硫化钨(WS2)纳米薄膜覆盖层的增强型表面等离子体共振传感器)
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