隨著石墨烯材料的迅速崛起,人們對類似的層狀結構的二維材料也產生了濃厚的興趣,其中,過渡金屬二鹵化物因其獨特的具有電學、光學、等離子體、電化學和電催化性能性質的原子薄層結構,受到了廣泛的關注。
日前,暨南大學理工學院羅雲瀚課題組提出了使用二硫化鎢納米薄膜塗層進行增強型表面等離子體共振感測器。二硫化鎢、二硫化鉬、二硒化鎢和二硒化鉬等,這些類石墨烯納米材料的二維材料在光電、催化、化學與生物傳感、超級電容器、太陽能電池及鋰離子電池等領域有著非常廣闊的應用前景。
該課題研究人員提出並論證了,使用二硫化鎢納米塗層改進的金屬薄膜可以增強表面等離子體共振感測器的靈敏度。等離子體共振的靈敏度與二硫化鎢納米材料覆蓋層的厚度相關,可以通過塗覆不同濃度的二硫化鎢乙醇溶液,或者多次塗覆來調整。
實驗結果顯示,由於其較大的表面積、較高的折射率以及獨特的光電性能,通過二硫化鎢納米材料塗層可以增強26.6%的等離子體共振靈敏度(實驗中最高靈敏度可達2459.3nm/RIU)。此外,研究人員還提出,二硫化鎢靈敏度增強型表面等離子共振感測器在1.333-1.360的折射率範圍的線性相關係數為99.76%。
除了增強靈敏度之外,二硫化鎢納米塗層還具有保護金屬膜免受氧化、共振波長區域的可調諧性、生物相容性、蒸氣能力和氣敏性等優點。