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拉锥光纤表面等离激元共振高性能传感器
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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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应用于局域表面等离激元共振扫描显微探针的球形Au@Ag纳米粒子的合成及介电敏感性检测 被引量:1
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作者 何茜 唐同丹 +4 位作者 易骏 刘必聚 王芳芳 任斌 周剑章 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1575-1583,共9页
局域表面等离激元共振(LSPR)显微探针的检测灵敏性主要取决于针尖上修饰的纳米粒子的LSPR性质.本文采用阴离子辅助法,在水溶液中通过调节Au核与Ag+的物质的量之比,实现Au核上不同厚度的Ag壳层包覆,可控地一步合成均一性好、银壳层较厚(... 局域表面等离激元共振(LSPR)显微探针的检测灵敏性主要取决于针尖上修饰的纳米粒子的LSPR性质.本文采用阴离子辅助法,在水溶液中通过调节Au核与Ag+的物质的量之比,实现Au核上不同厚度的Ag壳层包覆,可控地一步合成均一性好、银壳层较厚(≥10 nm)的核壳比不同的球形Au@Ag纳米粒子.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及扫描透射电子显微镜X射线能谱(STM-EDS)线扫描分析对不同核壳比的Au@Ag纳米粒子进行形貌组成表征,证实了所合成核壳结构的可控性.将不同核壳比的Au@Ag纳米粒子置于不同折射率溶液中进行纳米粒子介电敏感性的研究,表明7.5 nm Au@28 nm Ag的纳米结构具有最高的品质因子.同时将不同核壳比的Au@Ag纳米粒子置于不同折射率的非导电性基底上进行单颗纳米粒子散射性质的研究,结果表明7.5 nm Au@28 nm Ag纳米粒子适合作为LSPR显微探针的高检测灵敏性纳米结构之一. 展开更多
关键词 au@Ag纳米粒子 阴离子辅助一步法合成 表面等离共振 介电敏感性 单粒子的暗场显微术
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表面激元共振(SPR)传感器理论分析 被引量:10
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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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亚波长金属光栅的表面等离子体激元共振特性 被引量:13
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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
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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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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
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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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表面激元共振传感器的发展及应用 被引量:3
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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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Ag纳米粒子点阵的表面等离激元共振特性调控 被引量:5
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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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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
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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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高效差分表面等离激元共振传感器 被引量:1
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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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微结构光纤表面等离子激元共振传感器的研究 被引量:1
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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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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
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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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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
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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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基于表面等离激元的光学氢气传感技术 被引量:1
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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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真空镀膜法制备纳米铝颗粒膜及其表面等离激元共振特性研究 被引量:2
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作者 赵世奇 郝宏亮 +4 位作者 巩燕龙 吴俊 褚向前 刘月豹 方应翠 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期46-54,共9页
采用直流磁控溅射镀膜技术制备了纳米铝颗粒膜,并尝试通过两种方式获得纳米铝的表面等离激元共振吸收峰,一种是先在室温石英基底上沉积纳米铝,再进行真空退火;另一种是在热石英基底上沉积纳米铝。用透射电镜和扫描电子显微镜、X-射线光... 采用直流磁控溅射镀膜技术制备了纳米铝颗粒膜,并尝试通过两种方式获得纳米铝的表面等离激元共振吸收峰,一种是先在室温石英基底上沉积纳米铝,再进行真空退火;另一种是在热石英基底上沉积纳米铝。用透射电镜和扫描电子显微镜、X-射线光电子谱、紫外-可见吸收光谱表征了样品的形貌和晶态结构、成份和吸收特性。采用比对的方式,研究了基底温度、沉积时间对两种方法制备的纳米铝表面等离激元共振的影响。结果表明,先沉积纳米铝,再进行真空退火,不能获得表面等离激元共振吸收峰,而在热基底上沉积纳米铝,可以获得明显的表面等离激元共振吸收峰。通过调控沉积时间和沉积温度实现了纳米铝表面等离激元共振峰从紫外光区到可见光区的可控移动。而且,研究发现对于平均厚度大于3 nm的纳米铝薄膜,由于纳米铝氧化具有自限性,其表面等离激元共振特性在空气中稳定且主要取决于纳米铝颗粒的团聚度。本研究对理解纳米铝表面等离激元共振特性及其应用具有指导意义。 展开更多
关键词 真空镀膜 纳米铝 表面等离共振 热基底
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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
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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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太赫兹表面等离激元共振传感器 被引量:1
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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 表面等离共振传感器 生物探测
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表面等离子激元与F-P共振耦合平衡钙钛矿太阳能电池有源层内载流子产生速率 被引量:1
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作者 相春平 袁占生 +1 位作者 刘璟 金玉 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1749-1756,共8页
为提高有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)光吸收效率、平衡有源层中载流子产生速率,将周期性纳米光栅结构引入到PSCs器件结构中。分析了光栅周期、光栅高度和有源层厚度对表面等离子激元(SPPs)与法布里-珀罗(F-P)共振耦合模式的影响... 为提高有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)光吸收效率、平衡有源层中载流子产生速率,将周期性纳米光栅结构引入到PSCs器件结构中。分析了光栅周期、光栅高度和有源层厚度对表面等离子激元(SPPs)与法布里-珀罗(F-P)共振耦合模式的影响。通过改变光栅周期,实现了SPPs与F-P共振耦合波长范围与钙钛矿材料的弱吸收光谱区域相重合,同时光栅高度的增加可以增大耦合模式的光谱宽度。SPPs与F-P共振耦合模式实现了金属电极与电子传输层(ETL)界面处的局域电场增强。结果表明:场增强效应扩展到有源区,有效提高了PSCs有源层远入射光侧在570~800 nm波长范围内的光吸收,进而提高了有源层远入射光区域的载流子产生速率。当光栅周期为250 nm、光栅高度为50 nm、源层厚度为300 nm时,PSCs在太阳光弱吸收光谱区域内的本征吸收提高了~12%,有源层远入射光侧载流子产生速率提高了~41%。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 表面等离 正弦型光栅 共振耦合
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金属纳米球-纳米圆盘结构中表面等离激元共振模式的电磁场增强研究 被引量:1
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作者 李梦君 方晖 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1098-1103,共6页
表面等离激元自诞生以来已有一百多年的历史,并逐渐形成了一门新的学科——表面等离激元光子学。位于金属纳米结构中的局域表面等离激元可产生非常显著的近表面电场增强,并成功应用于诸多研究领域当中,而对局域表面等离激元与外界入射... 表面等离激元自诞生以来已有一百多年的历史,并逐渐形成了一门新的学科——表面等离激元光子学。位于金属纳米结构中的局域表面等离激元可产生非常显著的近表面电场增强,并成功应用于诸多研究领域当中,而对局域表面等离激元与外界入射光中磁场的相互作用的研究则相对较少。该研究在前期已有的研究基础之上模拟计算了金属纳米球-纳米圆盘结构间隙处的近表面电、磁场增强,研究结果表明该结构在单束紧聚焦径向偏振光束的激发下,金属纳米圆盘产生局域表面等离激元呼吸模式和上下表面处的电偶极矩模式,该模式使圆盘中心纵向表面电场得到增强。由于金属纳米圆盘与金属纳米球的局域表面等离激元电偶极矩的耦合共振相互作用,可以形成纵向电场得到有效增强的局域表面等离激元共振间隙模式。通过数值模拟计算研究,证明该金属纳米结构间隙模式的纵向电场分量相对于径向偏振入射光的有效激发横向电场分量即近表面电场的增强因子高达250倍;而近表面磁场的增强因子高达170倍。为了更清晰地展现出这种新型金属纳米结构的光谱特性以及近表面电、磁场分布特征,还展示出了该金属纳米结构的近表面电场增强分布、近表面磁场振幅分布以及近表面电、磁场共振波长的对比分析,计算结果表明所提出的金属纳米球-纳米圆盘结构具有明显的局域近表面电、磁场增强优势以及较宽的频谱波段。由于本文提出的金属纳米结构具有电、磁场增强优势,希望计算结果能应用到更多的研究领域当中,尤其是生物医学等领域,为人们抗击疫情提供一点点参考和帮助。 展开更多
关键词 微纳光学 金属纳米球-纳米圆盘 表面等离共振 电磁场增强
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