利用等离子体纳米颗粒对超薄惰性及功能化介电基底进行高通量纳米级计量分析

《Nanoscale》：High-throughput nanoscale metrology of ultrathin inert and functionalized dielectric substrates using plasmonic nanoparticles

确保大面积基底上超薄绝缘膜的纳米级均匀性评估，本研究提出基于等离子体金纳米颗粒沉积与AVAC光学平台的高通量检测方法，可在数分钟内实现亚微米光学分辨率和纳米精度厚度测量，成功应用于生物传感器IL-6检测，显著提升定量限并降低重复性差异。

　　

确保在大面积基板上沉积的超薄介电薄膜的均匀性是一个重大的工业挑战，这些基板可能包含惰性氧化层或通过化学和生物功能化处理形成的层，尤其是在处理数百平方厘米的表面时。传统的表面评估技术，如椭圆偏振法、荧光法和高分辨率显微镜，在这种大规模应用中经常遇到分辨率、成本和通量方面的限制。在这项研究中，我们介绍了一种快速且成本效益高的方法，能够在几分钟内提供纳米级的精度和亚微米级的光学空间分辨率，用于评估数百平方厘米基板上超薄介电薄膜的质量。该方法基于在介电薄膜上沉积等离子体金纳米颗粒，然后使用我们专有的AVAC光学平台测量其光谱特性，该平台能够在几秒钟内检测和分析数百万个纳米颗粒。通过成功检测惰性氧化层以及化学和生物活性层中的纳米级厚度变化，验证了这种方法的有效性。作为概念验证的质量控制应用，该方法被应用于白细胞介素-6检测实验中的生物传感器基底，显著提高了定量限，并减少了重复样品之间的变异性。总之，这种方法提供了一种可扩展、成本效益高且高通量的替代方案，可以精确评估适合多种工业应用的大面积基板表面。