光波導(dǎo)表面等離子體共振(CPWR)是利用波導(dǎo)邊界處的消逝波來激發(fā)表面等離子體激元,使波導(dǎo)中的光場能量耦合到表面等離子體激元(SPP)中以產(chǎn)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(jié)構(gòu)相結(jié)合,在a-SiO₂波導(dǎo)層表面處鑲嵌Ag納米顆粒以構(gòu)成Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結(jié)構(gòu)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(qiáng)生物傳感器的特征指標(biāo)。在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加一層薄電極(ITO),金屬Ag在電場作用下發(fā)生電化學(xué)金屬化(ECM)效應(yīng),以影響生物傳感器特征指標(biāo)的變化。論文得出如下主要結(jié)論:(1)波長模式檢測方式下,Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結(jié)構(gòu)新型CPWR生物傳感器因a-SiO₂:Ag中Ag納米顆粒產(chǎn)生LSPR效應(yīng),從而使新型CPWR傳感器的特征指標(biāo)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(zhì)因數(shù)(...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)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(biāo)
        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(nèi)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(nèi)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(qiáng)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(qiáng)SPR現(xiàn)象的理論研究
        2.3.1 納米銀局域增強(qiáng)SPR生物傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.2 a-SiO₂:Ag復(fù)合薄膜Maxwell-Garnett理論
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結(jié)構(gòu)的納米銀局域增強(qiáng)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(tái)搭建
        3.2.1 光學(xué)測試平臺(tái)的搭建
        3.2.2 傳感待測物質(zhì)的選取
    3.3 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結(jié)構(gòu)的制備
    3.4 薄膜結(jié)構(gòu)的測試與表征
        3.4.1 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結(jié)構(gòu)形貌分析
        3.4.2 a-SiO₂:Ag復(fù)合薄膜的橢偏測試研究
        3.4.3 a-SiO₂:Ag復(fù)合薄膜的XRD測試研究
        3.4.4 a-SiO₂:Ag復(fù)合薄膜的透射電鏡觀察與研究
    3.5 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag結(jié)構(gòu)的納米銀局域增強(qiáng)SPR特性研究
        3.5.1 Ag/a-SiO₂:Ag結(jié)構(gòu)的納米銀LSPR現(xiàn)象
        3.5.2 a-SiO₂ 介質(zhì)層厚度對(duì)新型結(jié)構(gòu)體系SPR特性的影響分析
        3.5.3 a-SiO₂:Ag含銀量對(duì)新型結(jié)構(gòu)體系SPR特性的影響分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 ECM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的可調(diào)諧SPR特征指標(biāo)型生物傳感器
    4.1 電化學(xué)金屬化(ECM)現(xiàn)象概述
        4.1.1 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag/ITO結(jié)構(gòu)的ECM分析
        4.1.2 Ag/a-SiO₂:Ag/a-SiO₂/ITO結(jié)構(gòu)的ECM分析
    4.2 測試平臺(tái)搭建
    4.3 新型結(jié)構(gòu)的制備
    4.4 新型結(jié)構(gòu)的微觀表征
    4.5 ECM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的可調(diào)諧SPR特征指標(biāo)生物傳感器
        4.5.1 Ag/a-SiO₂/a-SiO₂:Ag/ITO結(jié)構(gòu)
        4.5.2 Ag/a-SiO₂:Ag/a-SiO₂/ITO結(jié)構(gòu)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3783974