[发明专利]一种石墨烯-超材料吸收器及其在检测抗生素中的应用

权利要求书

1.一种石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，由石墨烯和超材料吸收器组成；

所述超材料吸收器由若干个单吸收器形成阵列结构；

每个单吸收器由底层、中间介质和顶层三层结构组成，其底层材料为铝、中间介质材料为高阻硅、顶层材料为金；所述底层与中间介质为大小一致的正方形结构且紧密贴合在一起；所述顶层材料紧密贴合在中间介质的上表面，由位于中间介质中部的内正方形结构和外正方形结构组成；所述内正方形结构位于所述外正方形结构内且两者的中点重合；所述外正方形结构的边长小于所述中间介质的边长，且其一组对边与所述内正方形结构的一条对角线平行，其另一组对边与所述内正方形结构的另一条对角线平行；所述外正方形结构的每条边的中心部位都设有一开口；所述顶层和中间介质的边长为80um，底层和顶层的厚度为0.5um，中间介质的厚度为12um，所述内正方形结构的边长为22.5um，所述外正方形结构的边长为50um，所述外正方形结构的边上开口大小都为5um，所述内正方形结构和外正方形结构的宽度为5um；

所述石墨烯紧密贴合在所述中间介质和顶层所处的超材料吸收器的表面上。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，所述超材料吸收器采用表面微加工技术制备，具体为：首先，在高阻硅材料的一侧涂上光刻胶，将铝材料按其大小贴合在其上面；其次，将高阻硅材料的另一侧涂上光刻胶，并对光刻胶上的图案进行曝光和显影形成顶层结构图案；然后，对高阻硅材料进行热蒸发沉积将金属金均匀地沉积在显影形成的图案上；最后，对高阻硅进行溶脱得到超材料吸收器阵列。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，石墨烯与超材料的贴合过程为：用镊子夹住超材料吸收器去贴合石墨烯，使石墨烯紧密贴合在所述中间介质和顶层所处的超材料吸收器的表面上，然后将其加入丙酮浸泡若干分钟，最后放入烘箱烘干得到所述石墨烯-超材料吸收器。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，所述材料高阻硅的介电常数为11.7、电导率为2.5×10^-4S/m。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯-超材料吸收器，其特征在于，所述材料金的电导率为4.52×10^-7S/m，所述材料铝的电导率为3.45×10^-7S/m。

6.权利要求1-5任一所述的一种石墨烯-超材料吸收器在检测抗生素中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)用去离子水充分洗净石墨烯-超材料吸收器异质结构；

(2)在石墨烯-超材料吸收器的表面滴加不同浓度的抗生素溶液，吹干后进行检测，每个浓度重复三次；

(3)分析不同浓度样品溶液与石墨烯-超材料吸收器谐振频率蓝移关系，通过石墨烯-超材料吸收器谐振峰蓝移程度与抗生素浓度变化关系表征不同浓度，不同种类抗生素。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯-超材料吸收器在检测抗生素中的应用，其特征在于，将步骤(1)中洗净的石墨烯-超材料吸收器在室温条件下气流吹干40min。

8.根据权利要求6所述的一种石墨烯-超材料吸收器在检测抗生素中的应用，其特征在于，步骤(2)的检测方式为反射式，在检测前先将校准光源对准超材料吸收器表面的样品点中心，利用太赫兹时域光谱仪扫描样品四次，将四次扫描的谱线取平均后即为超材料吸收器表面样品的太赫兹时域光谱，然后对获取的时域光谱信息进行傅里叶变换后获取其在频域内的特征信息。