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太赫兹表面等离激元共振传感器 被引量:1
1
作者 冯辉 汪力 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2017-2020,共4页
对通过棱镜耦合的太赫兹表面等离激元共振传感器的工作特性进行了理论分析。此类器件在可见光波段工作时,在由样品折射率、金属膜层性质和厚度决定的共振角度下会出现一个反射极小峰;但工作在太赫兹频率时,表面等离激元共振现象表现为... 对通过棱镜耦合的太赫兹表面等离激元共振传感器的工作特性进行了理论分析。此类器件在可见光波段工作时,在由样品折射率、金属膜层性质和厚度决定的共振角度下会出现一个反射极小峰;但工作在太赫兹频率时,表面等离激元共振现象表现为一个反射增强的尖峰,而且这一共振角度与棱镜和样品的折射率之间存在一个简单的对应关系,并不依赖于棱镜所镀金属膜层的性质与厚度。考虑到生物分子在太赫兹频率存在与其微观结构相关的电磁响应,该探测器在生物和医学领域的科学研究和应用中将有独特的应用价值。 展开更多
关键词 太赫兹 表面等离激元共振传感器 生物探测
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高效差分表面等离激元共振传感器 被引量:1
2
作者 张海黔 陶杰 顾宁 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期202-205,共4页
为了减小现有的表面等离激元共振传感器的系统漂移和溶液体效应引起的误差,利用四元光电探测器,发展了一种差分SPR传感器,通过对信号的差分运算消除这些误差.测试结果表明, 该仪器有 2个突出的优点:具有 10-5 (°)或 10-8 RIU的高... 为了减小现有的表面等离激元共振传感器的系统漂移和溶液体效应引起的误差,利用四元光电探测器,发展了一种差分SPR传感器,通过对信号的差分运算消除这些误差.测试结果表明, 该仪器有 2个突出的优点:具有 10-5 (°)或 10-8 RIU的高角向分辨率;能同时消除系统漂移和溶液体介电常数效应引起的误差,10min内漂移小于 7×10-5 (°).利用这种传感器,测量浓度为 0 55nmol/L的抗生物素, 得到很好的响应特性,证明该装置可用于生物分子的检测. 展开更多
关键词 表面等离共振 抗生物素蛋白 传感器
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拉锥光纤表面等离激元共振高性能传感器
3
作者 朱海涛 王闯 余柯涵 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第10期7-11,共5页
Au和Ag常用于激发表面等离激元共振(SPR)。Ag的欧姆损耗低于Au,损耗谱线更窄,但Ag容易被氧化。而TiO_(2)具有化学稳定性和可调性等优势。因此,为了做出性能优异且稳定的传感器,提出了一种基于Ag/TiO_(2)的拉锥多模光纤(MMF)表面等离激... Au和Ag常用于激发表面等离激元共振(SPR)。Ag的欧姆损耗低于Au,损耗谱线更窄,但Ag容易被氧化。而TiO_(2)具有化学稳定性和可调性等优势。因此,为了做出性能优异且稳定的传感器,提出了一种基于Ag/TiO_(2)的拉锥多模光纤(MMF)表面等离激元共振传感器。TiO_(2)增加传感器灵敏度保留了窄损耗谱线的优势,同时起到了保护Ag免受氧化的作用。该传感器具有高灵敏度和高质量指数(FOM)的特点,在通信波长范围内表现出卓越性能。为了深入研究,文中使用基于COMSOL Multiphysics软件的有限元方法(FEM)模拟工具进行了数值研究。模拟结果显示:传感器实现了最大波长灵敏度达到16000 nm/RIU,最大FOM值为1920 RIU^(-1)。该研究为高性能SPR传感器的设计提供了有价值的设计见解。 展开更多
关键词 拉锥光纤 表面等离共振 高灵敏度 高质量指数
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表面激元共振(SPR)传感器理论分析 被引量:10
4
作者 刘国华 文可 牛文成 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第11期1-3,共3页
在基于ATR方法的SPR传感器设计和制作的工作中,为了得到更加优化的性能,对其原理进行了较为深入的分析。从表面激元波和全反射消逝波的数学模型入手,得到了共振角的数学关系及几个结论,并以金膜为例进行了计算机仿真。
关键词 传感器 表面共振 表面 衰减全反射 消逝波
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表面激元共振传感器的发展及应用 被引量:3
5
作者 张征林 刘凌云 陆祖宏 《传感技术学报》 CAS CSCD 1999年第4期332-336,共5页
关键词 生物传感器 表面 共振传感器 SPR
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光纤表面等离体激元共振传感器中光传播特性的理论分析 被引量:2
6
作者 杨军 战磊 +5 位作者 吴松 田浩 刘琳琳 杨静 宫兆涛 郑小林 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1421-1425,共5页
光纤表面等离体激元共振传感器是一种易于小型化的SPR传感器,常用于开发便携式传感检测设备,也可用于远距离实时在线检测。在本研究中,采用特制光纤作为导光介质来制作一种新的光纤SPR传感器。由于光纤中光传播相当复杂,仅凭过往经验来... 光纤表面等离体激元共振传感器是一种易于小型化的SPR传感器,常用于开发便携式传感检测设备,也可用于远距离实时在线检测。在本研究中,采用特制光纤作为导光介质来制作一种新的光纤SPR传感器。由于光纤中光传播相当复杂,仅凭过往经验来设计传感器将不能保证其检测精度。因此,针对本研究中光纤的特点,建立了光纤中光传播模型,并结合菲涅耳公式推导出该类光纤SPR传感器中光总反射系数与光波长的关系,最终绘制出理论SPR曲线并计算出共振波长。研究结果为该类光纤SPR传感器的设计及光谱分析提供了重要理论依据。 展开更多
关键词 表面等离共振 光传播模型 光纤 共振波长
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微结构光纤表面等离子激元共振传感器的研究 被引量:1
7
作者 彭伟 刘云 +2 位作者 张扬 荆振国 陈诗蒙 《应用科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期434-459,共26页
基于光纤结构的表面等离子激元共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点.论述了SPR传感器的工作原理、调制方式和光纤SPR传感器的理论,介绍了本课题组在该领域的研究进展,包括利用光纤和毛细管SPR... 基于光纤结构的表面等离子激元共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点.论述了SPR传感器的工作原理、调制方式和光纤SPR传感器的理论,介绍了本课题组在该领域的研究进展,包括利用光纤和毛细管SPR传感器、图像式光纤SPR传感器、多通道光纤阵列SPR传感器、自补偿SPR传感器、智能手机SPR传感器及啁啾倾斜光纤光栅SPR传感器等,总结了基于光纤微结构的SPR传感器的研究现状,分析了需要解决的问题,并对未来的发展趋势. 展开更多
关键词 光纤 表面等离共振 折射率传感器 倾斜光纤光栅
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表面等离激元共振(SPR)生物传感器对聚氨酯材料血浆蛋白吸附的实时原位动态研究
8
作者 吕晓迎 黄炎 +5 位作者 唐祖明 洪庆月 陆祖宏 钟银屏 叶卫华 刘凌云 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期165-170,164,共7页
应用实验室自行研制的自动扫描式表面激元共振 (SPR)生物传感器对三种聚氨酯材料进行了血液蛋白质吸附实验 ,以传感片上的金膜作为对照材料。同时应用原子力显微镜对金膜和聚氨酯材料的超微结构与材料表面上所吸附的蛋白质进行了表征。... 应用实验室自行研制的自动扫描式表面激元共振 (SPR)生物传感器对三种聚氨酯材料进行了血液蛋白质吸附实验 ,以传感片上的金膜作为对照材料。同时应用原子力显微镜对金膜和聚氨酯材料的超微结构与材料表面上所吸附的蛋白质进行了表征。实验结果显示 ,四种材料对纤维蛋白原和IgG的吸附量顺序均为 :金膜 >H5 0 0 >H5 0 5 0 >H5 0 10 0。T 检验结果表明 ,金膜对纤维蛋白原和IgG吸附量与三种聚氨酯材料均有显著差别。该结果表明聚氨酯材料的血液相容性明显好于金膜对照材料。 展开更多
关键词 表面等离共振 生物传感器 聚氨酯材料 血浆 蛋白吸附 实时原位动态研究
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一种光纤端面表面等离激元微腔超声传感器的理论分析
9
作者 陈瑞泽 石天 +1 位作者 孙夏清 杨天 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第12期5-11,共7页
文中提出在单模光纤端面集成表面等离激元微腔和声压敏感薄层材料,以实现光纤探针式的高灵敏超声传感器。该传感器通过结合低弹性模量的声敏材料和表面等离激元的场增强效应来实现较高的声光耦合强度。同时,它还规避了采用超高Q值光学... 文中提出在单模光纤端面集成表面等离激元微腔和声压敏感薄层材料,以实现光纤探针式的高灵敏超声传感器。该传感器通过结合低弹性模量的声敏材料和表面等离激元的场增强效应来实现较高的声光耦合强度。同时,它还规避了采用超高Q值光学微腔的传统技术路径,从而具有较高的抗环境干扰能力。文中建立了该器件的声学和光学理论模型,分析了声学频响特性和声光耦合特性,并指出器件的结构和参数可根据应用场景进行调节优化。 展开更多
关键词 表面等离 光纤端面传感器 超声传感
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表面等离激元共振生物传感器研究整合素蛋白α_(Ⅱb) β_3与RGD多肽的特异结合 被引量:1
10
作者 路英杰 张帆 隋森芳 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第5期796-800,共5页
整合素蛋白αⅡbβ3 是血小板上的一种钙依赖性膜受体 ,其胞外结构域可与含有RGD序列的肽链特异结合 .通过将含有NTA DOGS的磷脂单分子层膜转移到 5 0nm厚的金膜上 ,制备了一种含有NTA头部的表面等离激元共振 (SPR)传感器敏感膜 .设计... 整合素蛋白αⅡbβ3 是血小板上的一种钙依赖性膜受体 ,其胞外结构域可与含有RGD序列的肽链特异结合 .通过将含有NTA DOGS的磷脂单分子层膜转移到 5 0nm厚的金膜上 ,制备了一种含有NTA头部的表面等离激元共振 (SPR)传感器敏感膜 .设计并合成了含有 6个组氨酸和RGD基团的His tagged短肽P1,并利用SPR生物传感器 ,对整合素蛋白与含有RGD配基的支撑平面膜的特异相互作用以及Ca2 + 、Mn2 + 对该相互作用的影响进行了研究 .结果表明 ,NTA敏感膜能很好地将P1锚定在支撑平面膜表面 ,并能够保证P1维持一个有效的定向 .将Ca2 + 从低结合位点去除或加入Mn2 + 都能够增加整合素蛋白的配基结合活性 .二价阳离子对整合素蛋白配基结合能力的调节作用 。 展开更多
关键词 表面等离共振生物传感器 整合素蛋白 αⅡbβ3 RGD多肽 特异结合
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基于人工局域表面等离激元的液晶微波介电常数测量传感器
11
作者 李若舟 吴哲元 +3 位作者 杨铭清 屈科 于映 严静 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期471-478,共8页
液晶材料在微波频段具有良好的调制特性,在微波可调谐器件领域具有巨大的应用潜力。本文针对液晶材料微波介电常数的测量需求,提出了一种基于人工局域表面等离激元谐振的传感器。通过设计环形谐振器结构,在sub-6 GHz频段形成局域表面等... 液晶材料在微波频段具有良好的调制特性,在微波可调谐器件领域具有巨大的应用潜力。本文针对液晶材料微波介电常数的测量需求,提出了一种基于人工局域表面等离激元谐振的传感器。通过设计环形谐振器结构,在sub-6 GHz频段形成局域表面等离激元窄带谐振峰。通过给液晶施加外加电场,能够实现对液晶介电常数的调控。通过谐振频点位置的拟合,能够得到对应的液晶的介电常数大小,从而实现液晶材料在微波频段的介电常数的测量。本文研究了不同液晶层厚度、不同液晶介电常数对人工局域表面等离激元谐振频点的影响。随着液晶层厚度增加或者液晶介电常数的减小,谐振频点f_(1)和f_(2)都逐渐增大。当液晶层厚度大于或等于0.5 mm时,谐振频点f_(1)和f_(2)随介电常数的变化具有良好的线性度,且具有高灵敏度(>400 MHz/Δε),远大于基于目前报道的其他形式介电常数传感器。同时,本传感器结构可以在液晶层上下施加电场,从而实现在不同外加电场作用下液晶材料微波介电常数的测量,在液晶微波特性研究领域具有应用潜力。 展开更多
关键词 液晶 微波介电常数 传感器 人工局域表面等离
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基于等效局域表面等离激元的无源无线温度传感器 被引量:3
12
作者 陈文彬 庞建民 +3 位作者 郑利斌 李新军 李文琪 周永金 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第6期18-20,24,共4页
温度是电力系统中设备运行状态的关键参数,高压变电器、电缆接头等电力设备故障的发生常伴随着温度异常升高。对电力设备的温度进行无线实时监测,可以快速发现温度异常变化,有效防止事故发生。无源无线传感器不采用电池供电,有利于降低... 温度是电力系统中设备运行状态的关键参数,高压变电器、电缆接头等电力设备故障的发生常伴随着温度异常升高。对电力设备的温度进行无线实时监测,可以快速发现温度异常变化,有效防止事故发生。无源无线传感器不采用电池供电,有利于降低成本和提高系统的鲁棒性和稳定性。基于等效局域表面等离激元(ELSPs)的无源无线温度传感器,对环境温度变化敏感,可实现对温度变化的实时监测。仿真结果表明:该无源无线温度传感器可有效感知温度变化,保障电力系统安全运行。 展开更多
关键词 等效局域表面等离 无源无线传感器 温度测量
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亚波长金属光栅的表面等离子体激元共振特性 被引量:14
13
作者 刘镜 刘娟 +1 位作者 王涌天 谢敬辉 《中国光学》 EI CAS 2011年第4期363-368,共6页
亚波长金属光栅在共振波长处有光场局域增强、异常透射等现象,为深入认识其共振机制,本文研究了亚波长金属光栅的表面等离子体激元(SPP)共振特性。通过研究不同金属光栅的几何结构以及金属介电常数对SPP共振波长的影响,获得了3种共振波... 亚波长金属光栅在共振波长处有光场局域增强、异常透射等现象,为深入认识其共振机制,本文研究了亚波长金属光栅的表面等离子体激元(SPP)共振特性。通过研究不同金属光栅的几何结构以及金属介电常数对SPP共振波长的影响,获得了3种共振波长的基本物理机制。采用周期边界元法进行数值模拟,在边界积分方程的基础上结合平面波展开方法来处理任意形状的周期性结构。模拟结果表明,3种共振波长可以分别由金属的材料、金属光栅周期和金属光栅厚度所调谐。该研究为微纳米光学器件的设计提供了依据。 展开更多
关键词 亚波长金属光栅 表面等离子体 共振波长 边界方法
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表面等离子体激元共振与生物分子相互作用分析 被引量:9
14
作者 汪洛 陶祖莱 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1996年第6期483-487,共5页
对表面等离子体激元共振(surfaceplasmonresonance,SPR)的原理和在生物学研究方面的应用进行了综述这种技术可以直接原位、实时地跟踪生物学实验研究系统,而不需要附加参数如进行标记等手段,具有高敏感... 对表面等离子体激元共振(surfaceplasmonresonance,SPR)的原理和在生物学研究方面的应用进行了综述这种技术可以直接原位、实时地跟踪生物学实验研究系统,而不需要附加参数如进行标记等手段,具有高敏感性,也可以连续监测吸附或解吸附过程,目前有关的应用涉及到生物学结合分析、动力学及亲和力测定、免疫识别研究。 展开更多
关键词 表面等离子体 共振 生物分子 相互作用
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Ag纳米粒子点阵的表面等离激元共振特性调控 被引量:5
15
作者 高俊 韩民 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期222-227,共6页
通过纳米粒子束流气相沉积方法在衬底表面沉积稠密银纳米粒子点阵。通过对纳米粒子覆盖率的精细控制与纳米粒子点阵消光谱的实时监测,实现了其表面等离激元共振峰频率的系统调控。随着Ag纳米粒子密度的增加,点阵的表面等离激元共振波长... 通过纳米粒子束流气相沉积方法在衬底表面沉积稠密银纳米粒子点阵。通过对纳米粒子覆盖率的精细控制与纳米粒子点阵消光谱的实时监测,实现了其表面等离激元共振峰频率的系统调控。随着Ag纳米粒子密度的增加,点阵的表面等离激元共振波长发生红移,可逐步由小于400 nm增大到570nm以上。研究发现,表面等离激元共振波长的变化与随纳米粒子沉积量增加而增加的紧密相邻的纳米粒子对的百分数相关。 展开更多
关键词 表面光学 表面等离共振 红移 Ag团簇 近场耦合
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基于Au纳米平行双棒超表面阵列的双Fano共振和折射率传感器特性研究 被引量:3
16
作者 张志东 张慧男 +3 位作者 梁洁 盖海霞 刘艳莉 朱旭鹏 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期961-971,共11页
为了研究超表面结构的耦合及折射率传感特性,设计了一种由两种长度不同的纳米棒组成的二聚体结构,并研究该结构的透射光谱,共振峰处的电场和电荷分布以及结构参数对透射光谱的影响。本文采用有限元法对光学性能进行仿真分析,采用准静态... 为了研究超表面结构的耦合及折射率传感特性,设计了一种由两种长度不同的纳米棒组成的二聚体结构,并研究该结构的透射光谱,共振峰处的电场和电荷分布以及结构参数对透射光谱的影响。本文采用有限元法对光学性能进行仿真分析,采用准静态逼近模型解释了平行双纳米棒结构的耦合机理。在共振波长上模拟电场分布,分析电子振动模式,在透射光谱中出现了不对称线型的双Fano共振。结果表明,双Fano共振是由纳米棒和衬底之间的耦合作用产生的,可以通过结构参数和周围介质的折射率来调控,且基于Fano共振的折射率灵敏度最大可达1.137μm/RIU。这些研究结果为设计等离激元传感器提供了理论依据。 展开更多
关键词 等离激表面 Au纳米棒 双Fano共振 折射率传感器
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金属纳米结构表面等离激元共振增强光电化学反应 被引量:2
17
作者 张檬 王寒 +2 位作者 蔡文斌 吴德印 田中群 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期369-370,共2页
联合多个外场协同相互作用,表面等离激元共振(SPR)效应用于调控表面反应,可以进一步提高反应效率和选择性。在本文中,我们研究了在外加光场的作用下,通过电位对金属电极费米能级的调控,实现对SPR能量的调控,从而调节SPR弛豫产生热电子... 联合多个外场协同相互作用,表面等离激元共振(SPR)效应用于调控表面反应,可以进一步提高反应效率和选择性。在本文中,我们研究了在外加光场的作用下,通过电位对金属电极费米能级的调控,实现对SPR能量的调控,从而调节SPR弛豫产生热电子和热空穴的能量,研究SPR增强化学反应的光电协同机制,调控金属纳米结构(NPs)光电化学界面反应的选择性和效率。 展开更多
关键词 光电化学反应 表面等离共振 表面增强拉曼光谱 光电协同效应
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不对称纳米环/椭球二聚体的高阶表面等离激元共振特性 被引量:1
18
作者 王兆华 杨健 +1 位作者 任立庆 王憨鹰 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第15期20-23,共4页
基于三维有限元法,研究了不对称纳米环/椭球二聚体的表面等离激元共振和局域场增强光学特性。结果可得可调的高阶表面等离激元共振,这样的高阶共振源于纳米环和纳米椭球之间的等离激元耦合。同时,在两个纳米结构耦合下,在纳米椭球上可... 基于三维有限元法,研究了不对称纳米环/椭球二聚体的表面等离激元共振和局域场增强光学特性。结果可得可调的高阶表面等离激元共振,这样的高阶共振源于纳米环和纳米椭球之间的等离激元耦合。同时,在两个纳米结构耦合下,在纳米椭球上可以观察到环形电流,其产生了增强的局域电磁场。数值模拟结果表明,纳米环/椭球二聚体的偏心方向和偏心率对表面等离激元共振有着重要的影响。此结果在表面增强光谱学和生物传感方面都有着潜在的应用。 展开更多
关键词 表面等离共振 局域场增强 不对称纳米环/椭球二聚体 偏心方向
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基于表面等离激元的光学氢气传感技术 被引量:1
19
作者 郑龙超 刘勇 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第7期49-57,共9页
综述了基于表面等离激元(surface plasmon,SP)的光学氢气传感技术的研究进展,重点介绍了两种基于SP的测量方法,即局域表面等离激元共振法(localized surface plasmon resonance,LSPR)和表面等离激元共振法(surface plasmon resonance,SP... 综述了基于表面等离激元(surface plasmon,SP)的光学氢气传感技术的研究进展,重点介绍了两种基于SP的测量方法,即局域表面等离激元共振法(localized surface plasmon resonance,LSPR)和表面等离激元共振法(surface plasmon resonance,SPR),继而阐述了基于这两种原理的传感器的测量方法、传感结构和传感特性。此外,回顾了现有的各种不同的光学氢气传感器,并介绍了它们各自存在的优/劣势。最后,强调了未来基于SP的光学氢气传感器的发展方向和重要挑战,如具备特异性和稳定性的特殊材料、不断发展与应用的新型纳米结构以及可以适应未来需求的多点式传感。 展开更多
关键词 表面等离 氢气传感 局域表面等离共振 表面等离共振
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石墨烯覆盖铝纳米光栅表面等离激元共振光谱及传感特性 被引量:4
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作者 农金鹏 韦玮 +5 位作者 朱永 汤林龙 张桂稳 蒋肖 陈娜 魏大鹏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期997-1002,共6页
表面等离激元共振技术具有无需标记、灵敏度高、实时检测等优点,已广泛应用于生物医疗、环境监测及食品安全等领域。相对于传统贵金属材料表面等离激元共振传感器而言,铝表面等离激元共振传感器具有价格低廉、共振光谱带宽小等优点,已... 表面等离激元共振技术具有无需标记、灵敏度高、实时检测等优点,已广泛应用于生物医疗、环境监测及食品安全等领域。相对于传统贵金属材料表面等离激元共振传感器而言,铝表面等离激元共振传感器具有价格低廉、共振光谱带宽小等优点,已逐渐成为了该领域的研究热点。针对铝材料存在与生物分子兼容性差、易氧化等缺点,利用石墨烯化学稳定性好、比表面积大、抗氧化能力强、生物兼容性好等独特优势,将其作为与被测分子直接接触的传感层,提出了一种石墨烯覆盖铝纳米光栅的表面等离激元共振传感器。首先,基于多物理场有限元仿真软件建立了该传感器的物理模型,分别分析了石墨烯层数和铝光栅结构参数(占空比、高度、周期)对传感器共振光谱的影响。结果表明,石墨烯与铝光栅的复合有效增强了入射光波与传感器的相互作用,采用单层石墨烯与铝光栅复合时,共振峰具有最窄的光谱带宽。当铝纳米光栅结构Λ=600nm,H=40nm,η=70%时,光谱反射率为零。进一步分析了结构优化后的传感器的传感特性。结果表明,单层石墨烯覆盖铝纳米光栅传感器具有最高的品质因数24.5RIU^(-1),其灵敏度高达626nm·RIU^(-1)。该传感器具有探测精度高、分子兼容性好等优点,能为生化分析、环境监测和食品安全等领域提供一个新的绿色传感平台。 展开更多
关键词 表面等离 共振光谱 石墨烯 铝纳米光栅
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