西北工业大学肖发俊获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种基于金属纳米线等离激元微腔的折射率传感器获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114755199B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210397202.9,技术领域涉及:G01N21/41;该发明授权一种基于金属纳米线等离激元微腔的折射率传感器是由肖发俊;刁航;王其发;李晨阳;赵建林设计研发完成,并于2022-04-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于金属纳米线等离激元微腔的折射率传感器在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于金属纳米线等离激元微腔的折射率传感器,主要包括基底、金属膜、金属纳米线,所述基底、金属膜均为层片状,金属膜位于基底和金属纳米线之间,基底、金属膜两层相接,金属纳米线为正五棱柱,位于金属膜的另一侧,且正五棱柱一个柱面与金属膜相接;两条金属纳米线平行放置。基底的材质为硅或者蓝宝石,金属膜的材质为金或者银,金属纳米线的材质为金或者银。本发明的微腔结构,通过对腔长进行调制,可以灵活地针对不同尺寸的二维材料进行传感测试,具有灵活可调的优势。本发明结构简便,使用斜入射p偏振白光激发,激发条件简单。金属纳米线、二维材料和腔长尺寸均为微米量级,利于集成化应用。
本发明授权一种基于金属纳米线等离激元微腔的折射率传感器在权利要求书中公布了:1.一种基于金属纳米线等离激元微腔的折射率传感器,其特征在于,主要包括基底1、金属膜2、金属纳米线3,所述基底1、所述金属膜2均为层片状,所述金属膜2位于所述基底1和所述金属纳米线3之间,所述基底1、所述金属膜2两层相接,所述金属纳米线3为正五棱柱,位于所述金属膜2的另一侧,且正五棱柱一个柱面与所述金属膜2相接;两条金属纳米线3平行放置; 所述折射率传感器测量不同厚度石墨烯复折射率的过程如下: 步骤1,构成微腔结构 将不同厚度的石墨烯分别置于金属膜2与金属纳米线3之间,金属纳米线3平行放置构成平行腔结构; 步骤2,采集散射光谱; 使用光谱仪,在不同厚度的石墨烯上分别采集微腔结构中金属纳米线3的散射光谱,并改变两条平行金属纳米线3之间的距离,采集不同腔长条件下的散射光谱; 步骤3,计算相对调制深度; 由步骤2得到的光谱数据,通过计算可得到一定波长下,某一厚度的石墨烯上微腔间距不同时的相对调制深度 步骤4,计算SPP的传播长度LSPP; 相对调制深度与传播长度LSPP的关系由式1给出,通过拟合可得到LSPP; 式1中,是相对调制深度,r是SPP在腔壁处的端面反射率,LSPP是SPP的传播长度,l是腔长,即两根平行金属纳米线之间的间距; 由式1,通过计算,得到SPP的传播长度LSPP; 步骤5,计算有效折射率虚部 SPP传播长度与有效折射率虚部Imneff的关系如下: 式2中,λ为测量相对调制深度时选择的波长; 由式2计算,得到不同厚度石墨烯对应的有效折射率虚部Imneff; 步骤6,求取复折射率; 有效折射率虚部与复介电函数的关系如下: 式3中,λ0是自由空间波长,εm是金膜的复介电函数,εvac是真空中的介电常数,εd是石墨烯的复介电函数,h为石墨烯厚度; 依据式3,可求取石墨烯的复介电函数εd; 复介电函数与复折射率实部、虚部的关系如下: εd=n2-k2+2nk*i4 式4中,n为石墨烯折射率的实部,k为石墨烯折射率的虚部、i为虚数单位; 根据石墨烯的复介电函数εd,由式4,可求出石墨烯折射率的实部n、虚部k。 至此,得到石墨烯的复折射率。
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