發(fā)布時(shí)間：2017-12-24 10:00

  本文關(guān)鍵詞：介質(zhì)加載表面等離子體共振傳感器基底研究　出處：《安徽大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： SPR傳感器 靈敏度 品質(zhì)因子 共振增強(qiáng) 時(shí)域有限差分方法

【摘要】：基于表面等離子體共振(SPR)傳感技術(shù)具有靈敏度高、免標(biāo)記、快速檢測等特點(diǎn),目前在食品安全檢測、環(huán)境檢測、臨床診斷等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著SPR傳感技術(shù)在不同領(lǐng)域的深入研究,利用金屬納米顆�；蚣{米顆粒陣列的局域表面等離子體共振(LSPR)傳感技術(shù),成為探測SPR傳感器應(yīng)用的一個(gè)重要方向。本文針對金屬表面的焦耳熱損耗問題,提出一種介質(zhì)硅陣列加載的表面等離子共振傳感基底結(jié)構(gòu),通過調(diào)控基底結(jié)構(gòu)參數(shù),與金屬銀陣列相比,介質(zhì)硅陣列的共振耦合效應(yīng)更強(qiáng),對應(yīng)的反射譜共振谷曲線也更加尖銳。數(shù)值模擬表明,由于介質(zhì)顆粒無焦耳熱損耗,通過合理調(diào)控顆粒陣列的結(jié)構(gòu)參數(shù),可有效提高SPR傳感器的靈敏度。本文采用時(shí)域有限差分方法結(jié)合電磁相關(guān)理論,對納米顆粒陣列的共振增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行了研究。分析了單個(gè)納米顆粒的散射效應(yīng),指出介質(zhì)散射共振和金屬局域表面等離子體共振具有類似的局域電場增強(qiáng)特性,并計(jì)算了納米顆粒陣列結(jié)構(gòu)的光反射特性,分析納米顆粒大小、周期以及周圍環(huán)境折射率對反射特性的影響。通過改變環(huán)境折射率,共振波峰位置發(fā)生相應(yīng)的變化這一特性,可應(yīng)用在SPR傳感器對環(huán)境檢測領(lǐng)域�；谏鲜鲅芯�,對介質(zhì)硅陣列加載的表面等離子共振傳感基底結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。分別計(jì)算硅和銀顆粒陣列基底的光學(xué)反射譜,與金屬Ag陣列相比,介質(zhì)Si陣列的局域場耦合共振效應(yīng)更強(qiáng),對應(yīng)的反射譜具有更尖銳的共振谷;由于基底傳感性能受基底結(jié)構(gòu)參數(shù)影響,相互之間也存在比較復(fù)雜的制約關(guān)系,因此,基于控制變量法分析了納米顆粒大小、周期、基底厚度三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù),對SPR傳感結(jié)構(gòu)反射光譜峰值位置和強(qiáng)度的影響進(jìn)行了討論。相同環(huán)境下的傳感性能指標(biāo)計(jì)算表明,介質(zhì)硅陣列基底具有更好的靈敏度和品質(zhì)因子,因此基于散射共振的介質(zhì)陣列加載基底結(jié)構(gòu)是提高表面等離子共振傳感靈敏度的一種有效方法。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212;O53

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 李志遠(yuǎn);李家方;;金屬納米結(jié)構(gòu)表面等離子體共振的調(diào)控和利用[J];科學(xué)通報(bào);2011年32期

2 謝志國;魯擁華;閻杰;林開群;陶俊;王沛;明海;;銀納米顆粒的局域表面等離子體共振傳感[J];量子電子學(xué)報(bào);2010年01期

3 黃鵬;付永啟;杜驚雷;周崇喜;羅先剛;;菱形金屬納米粒子光學(xué)性質(zhì)的研究[J];光散射學(xué)報(bào);2009年02期

4 徐慶君;張士英;;基于Mie散射理論的MgF_2顆粒散射特性研究[J];光散射學(xué)報(bào);2008年03期

5 孫國正,孫強(qiáng),任智斌;基于Mie散射理論的微球體顆粒半徑分析[J];紅外與激光工程;2005年04期

，

本文編號：1327877