光波導表面等離子體共振(CPWR)是利用波導邊界處的消逝波來激發(fā)表面等離子體激元,使波導中的光場能量耦合到表面等離子體激元(SPP)中以產生表面等離子體共振(SPR)的現(xiàn)象;本文將BK7棱鏡與Ag/a-SiO₂結構相結合,在a-SiO₂波導層表面處鑲嵌Ag納米顆粒以構成Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結構新型CPWR生物傳感器,利用Ag納米顆粒在光波場下激發(fā)的局域表面等離子體共振(LSPR)與CPWR共振耦合以增強生物傳感器的特征指標。在原結構基礎上加一層薄電極(ITO),金屬Ag在電場作用下發(fā)生電化學金屬化(ECM)效應,以影響生物傳感器特征指標的變化。論文得出如下主要結論:(1)波長模式檢測方式下,Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結構新型CPWR生物傳感器因a-SiO₂:Ag中Ag納米顆粒產生LSPR效應,從而使新型CPWR傳感器的特征指標優(yōu)于無Ag納米顆粒型CPWR傳感器,具體為共振深度變大、靈敏度增加以及品質因數(shù)(...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 SPR傳感器概述
        1.1.1 表面等離子體激元
        1.1.2 SPR的波矢匹配
        1.1.3 SPR傳感器的基本原理及特征指標
        1.1.4 SPR生物傳感器的四種基本類型
        1.1.5 SPR生物傳感器的國內外研究簡介
    1.2 局域表面等離子體共振(LSPR)簡要概述
        1.2.1 LSP共振
        1.2.2 SPR與 LSPR電場耦合現(xiàn)象
    1.3 本文研究內容
        1.3.1 選題目的
        1.3.2 論文安排
第二章 納米銀局域增強SPR生物傳感器的基本原理
    2.1 表面等離子體共振基本理論
        2.1.1 表面等離子體激元的激發(fā)
        2.1.2 表面等離子體共振的反射理論
    2.2 局域表面等離子體共振基本理論
    2.3 納米銀局域增強SPR現(xiàn)象的理論研究
        2.3.1 納米銀局域增強SPR生物傳感器結構設計
        2.3.2 a-SiO₂:Ag復合薄膜Maxwell-Garnett理論
    2.4 本章小結
第三章 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結構的納米銀局域增強現(xiàn)象
    3.1 仿真研究
        3.1.1 仿真方法與理論
        3.1.2 仿真模型建立
        3.1.3 納米銀局域表面等離子體共振的仿真分析
    3.2 測試平臺搭建
        3.2.1 光學測試平臺的搭建
        3.2.2 傳感待測物質的選取
    3.3 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結構的制備
    3.4 薄膜結構的測試與表征
        3.4.1 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結構形貌分析
        3.4.2 a-SiO₂:Ag復合薄膜的橢偏測試研究
        3.4.3 a-SiO₂:Ag復合薄膜的XRD測試研究
        3.4.4 a-SiO₂:Ag復合薄膜的透射電鏡觀察與研究
    3.5 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結構的納米銀局域增強SPR特性研究
        3.5.1 Ag/a-SiO₂:Ag結構的納米銀LSPR現(xiàn)象
        3.5.2 a-SiO₂ 介質層厚度對新型結構體系SPR特性的影響分析
        3.5.3 a-SiO₂:Ag含銀量對新型結構體系SPR特性的影響分析
    3.6 本章小結
第四章 ECM效應實現(xiàn)的可調諧SPR特征指標型生物傳感器
    4.1 電化學金屬化(ECM)現(xiàn)象概述
        4.1.1 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag/ITO結構的ECM分析
        4.1.2 Ag/a-SiO₂:Ag/a-SiO₂/ITO結構的ECM分析
    4.2 測試平臺搭建
    4.3 新型結構的制備
    4.4 新型結構的微觀表征
    4.5 ECM效應實現(xiàn)的可調諧SPR特征指標生物傳感器
        4.5.1 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag/ITO結構
        4.5.2 Ag/a-SiO₂:Ag/a-SiO₂/ITO結構
    4.6 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻碩期間取得的研究成果



本文編號：3783974