本發(fā)明涉及一種基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

熒光在照明、生物醫(yī)療、食品安全、以及環(huán)境物質(zhì)勘測方面有非常廣泛的用途。如利用蛋白質(zhì)的內(nèi)源熒光對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及含量變化進(jìn)行探測，將熒光物質(zhì)如ans結(jié)合蛋白質(zhì)并作為熒光探針對蛋白質(zhì)的構(gòu)像進(jìn)行檢測；利用熒光特性對含有一定毒性的合成食品色素的等食品添加劑進(jìn)行檢測；利用三維熒光光譜法對原油及石油產(chǎn)品進(jìn)行了光譜指紋的鑒別等等。為了實(shí)現(xiàn)對熒光材料的高靈敏探測，除了需要靈敏度較高的熒光探測器之外，對熒光材料的量子效率和光穩(wěn)定性都具有較高的要求。但多數(shù)的熒光材料的發(fā)光效率非常低，因此需要采取一種有效的方法來提高熒光材料的發(fā)光強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決熒光(lumogen)單層薄膜在紫外波段發(fā)光效率很低的問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜及其制備方法。

本發(fā)明提供了一種基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的制備方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：步驟一，將石英襯底進(jìn)行清洗后烘干；步驟二，利用真空熱蒸發(fā)在石英襯底上形成一層銀納米薄膜，銀納米薄膜的厚度為10～25nm；步驟三，將附著銀納米薄膜的石英襯底在馬弗爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為200～350℃退火10～15分鐘，銀納米薄膜在石英襯底上轉(zhuǎn)化為銀納米顆粒層；步驟四，利用電子束蒸發(fā)在銀納米顆粒層上制備sio2薄膜層，sio2薄膜的厚度為10～25nm；以及步驟五，通過熱阻蒸發(fā)在sio2薄膜層上制備熒光薄膜層，熒光薄膜層的厚度為10～25nm，制備得到附著在石英襯底上的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜。

在本發(fā)明提供的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的制備方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在步驟一中，將石英襯底依次用去離子水、弱堿性清洗試劑進(jìn)行超聲波清洗，再經(jīng)過無水乙醇與乙醚按照三七比的混合溶液進(jìn)行浸泡，最后利用干燥箱烘干。

在本發(fā)明提供的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的制備方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在步驟二中，銀納米薄膜的沉積速率為0.2nm/s。

在本發(fā)明提供的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的制備方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在步驟四中，sio2薄膜的蒸發(fā)速率為0.3nm/s。

在本發(fā)明提供的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的制備方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在步驟五中，熒光薄膜層的鍍膜速率為0.2～0.5nm/s。

本發(fā)明還提供了一種基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜，覆著在石英襯底上，具有這樣的特征：復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜是采用上述方法制備得到。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜及其制備方法，因?yàn)橄仍谑⒁r底上涂覆銀納米薄膜，然后再將銀納米薄膜轉(zhuǎn)化為銀納米顆粒層，所以本發(fā)明的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜可以利用銀納米顆粒層的局域表面等離子體共振效應(yīng)，使得銀納米顆粒層周圍的局域電場增強(qiáng)，從而增強(qiáng)了lumogen熒光薄膜周圍的局域激發(fā)場，增大了lumogen熒光薄膜的激發(fā)效率，提高了lumogen熒光薄膜的發(fā)射強(qiáng)度，進(jìn)而增強(qiáng)有機(jī)發(fā)光材料在紫外波段的熒光效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為熔融石英玻璃襯底，2為銀納米顆粒層，3為sio2薄膜層，4為lumogen熒光薄膜層；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的銀納米顆粒的掃描電鏡圖；以及

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的350nm紫外激發(fā)下的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜以及單層lumogen紫外增強(qiáng)薄膜的發(fā)射光譜。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜及其制備方法作具體闡述。

<實(shí)施例>

步驟一，石英襯底的預(yù)處理

將石英襯底先用無水乙醇反復(fù)擦拭去除灰塵，然后分別經(jīng)過去離子水、弱堿性清洗試劑的超聲波清洗，再用體積比為3:7的無水乙醇與乙醚的混合溶液進(jìn)行浸泡清洗，最后利用干燥箱烘干。

步驟二，制備銀納米薄膜

先在干凈的石英襯底利用真空熱蒸發(fā)進(jìn)行銀納米薄膜的制備，并計(jì)算得出單克銀膜料制備的薄膜厚度，在本實(shí)施例中單克銀膜料制備的薄膜厚度為84nm。采用石英晶體監(jiān)控方式對鍍膜過程進(jìn)行膜厚及速率的監(jiān)控，將銀薄膜的沉積速率控制在0.2nm/s，在襯底上形成一層厚度為10～25nm的銀納米薄膜，在本實(shí)施例中，銀納米薄膜的厚度為20nm。

步驟三，制備銀納米顆粒

將附著銀納米薄膜的石英襯底在馬弗爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為200～350℃退火10分鐘，銀納米薄膜在石英襯底上轉(zhuǎn)化為銀納米顆粒層，在石英襯底上形成一層銀納米顆粒。

步驟四，sio2薄膜層的制備

利用電子束蒸發(fā)在形成了銀納米顆粒層的石英襯底進(jìn)行sio2薄膜層的制備，sio2薄膜的厚度為10～25nm。在本實(shí)施例中，sio2薄膜的厚度為10nm。sio2薄膜的蒸發(fā)速率為0.3nm/s，即、sio2薄膜的鍍制速率為0.3nm/s。sio2薄膜把銀納米薄膜與熒光材料隔離，防止熒光淬滅。

步驟五，lumogen熒光薄膜的制備

將制備熒光薄膜的材料通過熱阻蒸發(fā)的方式鍍膜到sio2薄膜層上，鍍膜速率控制在0.2～0.5nm/s，熒光薄膜層的厚度為10～25nm。在本實(shí)施例中，薄膜厚度為20nm，最終制備得到附著在石英襯底上的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜。熒光薄膜的材料為lumogen，可把紫外光轉(zhuǎn)換為可見光。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為熔融石英玻璃襯底，2為銀納米顆粒層，3為sio2薄膜層，4為lumogen熒光薄膜層。

如圖1所示，本實(shí)施例的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜附著在熔融石英玻璃襯底上，具有附著在石英襯底上的銀納米顆粒層、附著在該銀納米顆粒層上的sio2薄膜層以及附著在該sio2薄膜層是lumogen熒光薄膜層。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的銀納米顆粒的掃描電鏡圖。

如圖2所示，采用zeisssupra55熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡對石英襯底上形成的銀納米顆粒進(jìn)行表征。銀納米顆粒的粒徑大小主要集中在140nm左右。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的350nm紫外激發(fā)下的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜以及單層lumogen紫外增強(qiáng)薄膜的發(fā)射光譜。

如圖3所示，在horibadual-fl熒光光譜儀系統(tǒng)中，在350nm紫外激發(fā)條件下對本實(shí)施例中的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜和lumogen單層紫外激勵(lì)熒光薄膜分別進(jìn)行測試并得到對應(yīng)的發(fā)射光譜。從圖3中可以看出，基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜和單層lumogen熒光薄膜的峰值波長都位于534nm，但在基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜，其熒光峰值為3176，而單層的lumogen紫外熒光薄膜發(fā)射峰強(qiáng)度為755，熒光增強(qiáng)倍數(shù)達(dá)到4.2倍，可見基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜的發(fā)光強(qiáng)度顯著提高了。

實(shí)施例的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例所涉及的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜及其制備方法，因?yàn)橄仍谑⒁r底上涂覆銀納米薄膜，然后再將銀納米薄膜轉(zhuǎn)化為銀納米顆粒層，所以本實(shí)施例的基于銀納米顆粒的復(fù)合紫外增強(qiáng)薄膜可以利用銀納米顆粒層的局域表面等離子體共振效應(yīng)，使得銀納米顆粒層周圍的局域電場增強(qiáng)，從而增強(qiáng)了lumogen熒光薄膜周圍的局域激發(fā)場，增大了lumogen熒光薄膜的激發(fā)效率，提高了lumogen熒光薄膜的發(fā)射強(qiáng)度，進(jìn)而增強(qiáng)有機(jī)發(fā)光材料在紫外波段的熒光效率。

上述實(shí)施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。