專利名稱:基于金銀納米線光波導(dǎo)的新型探針的制備方法
基于金銀納米線光波導(dǎo)的新型探針的制備方法技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本發(fā)明屬于納米結(jié)構(gòu)及納米器件技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及是一種基于金銀納米線光波導(dǎo)的 新型探針的制備方法。
背景技術(shù)：
[0002]納米技術(shù)領(lǐng)域：
是一個(gè)蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域，新型的納米技術(shù)及器件對于國民經(jīng)濟(jì)、軍 事、及科學(xué)探索等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。表面等離子體，即光子激發(fā)的金屬表 面的自由電子氣的振蕩，有著越來越廣泛的應(yīng)用，傳播的表面等離子體由于其可以突破衍 射極限傳播的特性有著傳統(tǒng)介質(zhì)波導(dǎo)無法比擬的優(yōu)勢。[0003]傳統(tǒng)的基于光纖渡膜的掃描近場顯微鏡的探針由于其孔徑大小與掃描分辨率之 間存在不可調(diào)和的矛盾，導(dǎo)致其針尖不能再進(jìn)一步做小而限制了其分辨率，而國際上最新 型的完全由渡膜光波導(dǎo)做成的針尖由于其制備工藝的復(fù)雜性導(dǎo)致其制備成本高，制作繁 瑣。
發(fā)明內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種簡單、易于實(shí)施的基于金 銀納米線光波導(dǎo)的新型探針的制備方法。[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于金銀納米線光波導(dǎo)的新型探針的制備方法，具體 為[0006]I)采用溶膠-凝膠法合成直徑為50 200納米的納米線掃描針，并將納米線掃描 針的前端制成針尖狀端頭；[0007]2)將一空心光導(dǎo)纖維的前端加工成內(nèi)徑為I 4微米的尖端；[0008]3)將納米線掃描針的尾部從空心光導(dǎo)纖維的尖端吸入到空心光導(dǎo)纖維內(nèi)；[0009]4)將納米線掃描針和空心光導(dǎo)纖維的結(jié)合部進(jìn)行熔融處理，以使納米線掃描針固 定在空心光導(dǎo)纖維上，并保證納米線掃描針的針尖狀端頭裸露在空心光導(dǎo)纖維的外部。[0010]進(jìn)一步,所述步驟I)中的納米線掃描針為金納米線或銀納米線。[0011]進(jìn)一步，所述金納米線或銀納米線整體長度的1/3 2/3固定在所述空心光導(dǎo)纖 維內(nèi)。[0012]進(jìn)一步，所述步驟I)中的納米線掃描針尖的長度為8 20微米。[0013]進(jìn)一步，所述步驟2)中的空心光導(dǎo)纖維為空心光纖，其通過拉錐或腐蝕方法制得 所述尖。[0014]進(jìn)一步，所述空心光纖的尾端用于接入激光，與其前端相結(jié)合的所述納米線掃描 針用作掃描近場光學(xué)顯微鏡的掃描探針、或者將所述納米線掃描針刺入待測樣品中激發(fā)信號。[0015]進(jìn)一步，所述納米線掃描針上修飾有納米金顆粒、納米銀顆粒，或者通過微納加工 方法在所述納米線掃描針的前端加工出光柵結(jié)構(gòu)，通過在所述空心光纖的尾端接入激光，以激發(fā)所述納米線掃描針，并將其用作納米手術(shù)刀，用來操作或者改變樣品結(jié)構(gòu)，激發(fā)待側(cè) 樣品的信號。[0016]進(jìn)一步，所述步驟2)中的空心光導(dǎo)纖維為玻璃毛細(xì)管，其通過熔融拉錐方法制得 所述尖。[0017]進(jìn)一步，所述玻璃毛細(xì)管的尾端用于接入激光，與其前端相結(jié)合的所述納米線掃 描針用于刺入待測樣品中激發(fā)信號。[0018]進(jìn)一步,所述納米線掃描針上修飾有納米金顆粒、納米銀顆粒,或者通過微納加工 方法在所述納米線掃描針的前端加工出光柵結(jié)構(gòu)，通過在所述玻璃毛細(xì)管的尾端接入激 光，以激發(fā)所述納米線掃描針，并將其用作納米手術(shù)刀，用來操作或者改變樣品結(jié)構(gòu)，激發(fā) 待側(cè)樣品的信號。[0019]本發(fā)明利用空心光纖或玻璃毛細(xì)管與金、銀納米線的直接耦合的方法制備探針， 比傳統(tǒng)的光纖腐蝕渡膜的方法更簡單，制備的探針直接可用作掃描近場光學(xué)顯微鏡的掃描 針尖。而且本方法制備的探針也可以用作納米光源或者納米手術(shù)刀直接對細(xì)胞等進(jìn)行操作 和手術(shù)。


[0020]圖1為溶膠-凝膠法合成的銀納米線；[0021]圖2為溶膠-凝膠法合成的銀納米線另一視圖；[0022]圖3為拉錐后的玻璃毛細(xì)管尖端及納米線；[0023]圖4為銀納米線與玻璃毛細(xì)管融合后的針尖；[0024]圖5為通入激光后激發(fā)的針尖。
具體實(shí)施方式
[0025]如圖1至圖5所示，本發(fā)明基于金銀納米線光波導(dǎo)的新型探針的制備方法，具體 為[0026]I)采用溶膠-凝膠法合成直徑為50 200納米的納米線掃描針，并將納米線掃描 針的前端制成針尖狀端頭；[0027]2)將一空心光導(dǎo)纖維的前端加工成內(nèi)徑為I 4微米的尖端；[0028]3)將納米線掃描針的尾部從空心光導(dǎo)纖維的尖端吸入到空心光導(dǎo)纖維內(nèi)；[0029]4)將納米線掃描針和空心光導(dǎo)纖維的結(jié)合部進(jìn)行熔融處理，以使納米線掃描針固 定在空心光導(dǎo)纖維上，并保證納米線掃描針的針尖狀端頭裸露在空心光導(dǎo)纖維的外部。[0030]本發(fā)明中的納米線掃描針為金納米線或銀納米線，其采用溶膠-凝膠法合成長度 為8 20微米的納米線，這種方法合成的納米線為單晶結(jié)構(gòu)，具有很好的彈性，并且通過生 產(chǎn)控制可以使得納米線的一端具有一針尖狀端頭?？招墓鈱?dǎo)纖維為空心光纖或玻璃毛細(xì) 管，空心光纖通過拉錐或腐蝕方法制得其一端的尖端結(jié)構(gòu)；玻璃毛細(xì)管通過熔融拉錐方法 制得其一端的尖端結(jié)構(gòu)?？招墓饫w或玻璃毛細(xì)管的尖端方便于納米線的吸入和固定，制作 時(shí)，用微操注射器將納米線整體長度的1/3 2/3吸入到空心光纖或玻璃毛細(xì)管內(nèi)，通過將 兩者的結(jié)合部進(jìn)行熔融處理，以使納米線掃描針固定在空心光纖或玻璃毛細(xì)管上，并保證 納米線掃描針的針尖狀端頭裸露在空心光纖或玻璃毛細(xì)管的外部。[0031]本方法制備的探針直接可用作掃描近場光學(xué)顯微鏡的掃描針尖、納米光源或者納 米手術(shù)刀直接對細(xì)胞等進(jìn)行操作和手術(shù)。[0032]1、在空心光纖的尾端用于接入激光，與其前端相結(jié)合的納米線掃描針用作掃描近 場光學(xué)顯微鏡的掃描探針、或者將所述納米線掃描針刺入待測樣品中激發(fā)信號。[0033]2、納米線掃描針上修飾有納米金顆粒、納米銀顆粒，或者通過微納加工方法在納 米線掃描針的前端加工出光柵結(jié)構(gòu)，通過在空心光纖的尾端接入激光，以激發(fā)納米線掃描 針，并將其用作納米手術(shù)刀，用來操作或者改變樣品結(jié)構(gòu)，激發(fā)待側(cè)樣品的信號。[0034]3、玻璃毛細(xì)管的尾端用于接入激光，與其前端相結(jié)合的納米線掃描針用于刺入待 測樣品中激發(fā)信號。[0035]4、納米線掃描針上修飾有納米金顆粒、納米銀顆粒，或者通過微納加工方法在納 米線掃描針的前端加工出光柵結(jié)構(gòu)，通過在玻璃毛細(xì)管的尾端接入激光，以激發(fā)納米線掃 描針，并將其用作納米手術(shù)刀，用來操作或者改變樣品結(jié)構(gòu)，激發(fā)待側(cè)樣品的信號。[0036]實(shí)施例1 :[0037]本發(fā)明提供了一種基于金銀納米線光波導(dǎo)的掃描近場光學(xué)顯微鏡的探針，可用于 針尖激發(fā)模式。用空心光纖腐蝕或者用熔融法拉錐使其尖端直徑約I微米左右。用微操 注射器將金銀納米線一端吸入光纖管中約二分之一，拿出后將光纖管與金銀納米線結(jié)合出 熔融結(jié)合，將融合后的針尖用傳統(tǒng)方式粘合到SNOM音叉上，光纖另一端導(dǎo)入合適的激光即可。[0038]實(shí)施例2 [0039]本發(fā)明提供了一種基于金銀納米線光波導(dǎo)的納米光源探針。用熔融法將毛細(xì)管拉 錐使其尖端直徑約I微米左右。用微操注射器將金銀納米線一端吸入光纖管中約二分之 一，拿出后將光纖管與金銀納米線結(jié)合出熔融結(jié)合。將融合后的針尖裝在微操作臺上，即可 用其對細(xì)胞等進(jìn)行操作。在納米線上通過修飾納米金銀顆?；蛘咄ㄟ^微納加工方法在端頭 加工出光柵等結(jié)構(gòu)，導(dǎo)入激光后能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程的信號激發(fā)，由于其增前所產(chǎn)生的強(qiáng)場及熱 量，也可以用作納米手術(shù)刀。
權(quán)利要求
1.基于金納米線或銀納米線光波導(dǎo)的探針的制備方法，其特征在于，該方法具體為1)采用溶膠-凝膠法合成直徑為50 200納米的納米線掃描針，并將納米線掃描針的前端制成針尖狀端頭；2)將一空心光導(dǎo)纖維的前端加工成內(nèi)徑為I 4微米的尖端；3)將納米線掃描針的尾部從空心光導(dǎo)纖維的尖端吸入到空心光導(dǎo)纖維內(nèi)；4)將納米線掃描針和空心光導(dǎo)纖維的結(jié)合部進(jìn)行熔融處理，以使納米線掃描針固定在空心光導(dǎo)纖維上，并保證納米線掃描針的針尖狀端頭裸露在空心光導(dǎo)纖維的外部；步驟I)中的納米線掃描針為金納米線或銀納米線。
2.如權(quán)利要求
1所述的制備方法，其特征在于，所述金納米線或銀納米線整體長度的 1/3 2/3固定在所述空心光導(dǎo)纖維內(nèi)。
3.如權(quán)利要求
1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的空心光導(dǎo)纖維為空心光纖，其通過拉錐或腐蝕方法制得所述尖端。
4.如權(quán)利要求
3所述的制備方法，其特征在于，所述空心光纖的尾端用于接入激光，與其前端相結(jié)合的所述納米線掃描針用作掃描近場光學(xué)顯微鏡的掃描探針、或者將所述納米線掃描針刺入待測樣品中激發(fā)信號。
5.如權(quán)利要求
3所述的制備方法，其特征在于，所述納米線掃描針上修飾有納米金顆?；蚣{米銀顆粒，或者通過微納加工方法在所述納米線掃描針的前端加工出光柵結(jié)構(gòu)，通過在所述空心光纖的尾端接入激光，以激發(fā)所述納米線掃描針，并將其用作納米手術(shù)刀，用來操作或者改變樣品結(jié)構(gòu)，激發(fā)待測樣品的信號。
6.如權(quán)利要求
1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的空心光導(dǎo)纖維為玻璃毛細(xì)管，其通過熔融拉錐方法制得所述尖端。
7.如權(quán)利要求
6所述的制備方法，其特征在于，所述玻璃毛細(xì)管的尾端用于接入激光， 與其前端相結(jié)合的所述納米線掃描針用于刺入待測樣品中激發(fā)信號。
8.如權(quán)利要求
6所述的制備方法，其特征在于，所述納米線掃描針上修飾有納米金顆粒或納米銀顆粒，或者通過微納加工方法在所述納米線掃描針的前端加工出光柵結(jié)構(gòu)，通過在所述玻璃毛細(xì)管的尾端接接入激光，以激發(fā)所述納米線掃描針，并將其用作納米手術(shù)刀，用來操作或者改變樣品結(jié)構(gòu)，激發(fā)待測樣品的信號。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種基于金銀納米線光波導(dǎo)的新型探針的制備方法，該方法利用光纖與金銀光波導(dǎo)的直接耦合制備針尖，用溶膠-凝膠法合成金或者銀納米線，用空心光纖腐蝕或者用熔融法拉錐使其尖端直徑約1微米左右用微操注射器將金銀納米線一端吸入管中后將光纖管與金銀納米線結(jié)合出熔融結(jié)合。當(dāng)從光纖一端導(dǎo)入激光時(shí)，光從光纖傳播至金銀納米線處，激發(fā)處金銀納米線上傳播的表面等離子體，表面等離子體傳播到納米線尖端時(shí)變成光的形式耦合出來?；诠饫w的探針可以用來作為掃面近場顯微鏡的探針。如果微操作器來對細(xì)胞手術(shù)，或者激發(fā)細(xì)胞內(nèi)的信號等，可以用毛細(xì)管拉錐后融合納米線。
文檔編號G01Q70/16GKCN101880024 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201010189999
公開日2013年4月17日 申請日期2010年5月25日
發(fā)明者方蔚瑞, 黃映洲, 徐紅星 申請人:中國科學(xué)院物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4), 非專利引用 (3),