Оптимизация эксплуатационных характеристик преобразователей на основе поверхностного плазмонного резонанса

Abstract

Проведен анализ технологических условий изготовления преобразователей на основе ППР: тип подложки для пленки золота (кварц/стекло), наличие подслоя (Cr), улучшающего адгезию пленки золота к подложке, а также низкотемпературный отжиг пленки золота. С учетом результатов структурных исследований сделан вывод о влиянии технологических условий на такие эксплуатационные характеристики сенсорных приборов ППР, как чувствительность и стабильность. Исследованы форма резонансной кривой ППР, долговременная стабильность значения резонансного угла и индикатриса рассеянного света. Показано, что применение температурного отжига золотых пленок при 120 С обеспечивает оптимальные рабочие характеристики и высокую чувствительность преобразователя ППР, а также бездефектное формирование защитных наноразмерных слоев благодаря отсутствию мелкомасштабной шероховатости поверхности.

Performed in this work is the analysis of technological conditions for manufacturing SPR transducers, namely: type of substrate for gold films (silica/glass), presence of sub-layer (Cr) improving gold film adhesion to the substrate, as well as low-temperature annealing of the gold coating. With account of results of morphological investigations, made is the conclusion concerning the influence of surface roughness on such operational characteristics of SPR sensors as sensitivity and stability. Also investigated were the shape of SPR resonance curve, long-term stability of the resonance angle value and indicatrix of scattered light. It has been shown that thermal annealing of gold films at the optimal temperature 120 С provides improved operation characteristics and high sensitivity of the SPR transducer as well as defectless formation of protective nanodimensional layers due to the absence of small-scale surface roughness.