高灵敏度的光学传感器,通过连续性的准边界状态在混合金属-介电金属表面中获得动力
Man Luo1, Yi Zhou1, Xuyang Zhao1
1Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures, Department of Optical Science and Engineering, School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200433, P. R. China.
ACS nano
|February 13, 2024
概括
这项研究证明了金属介电元表面在连续体 (BIC) 中的新型准束状态,以增强光学传感. 这些混合系统实现了高质量因素和灵敏度,为先进的生物传感平台铺平了道路.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 增强光物质相互作用对于光学传感器开发至关重要.
- 连续性的边界状态 (BIC) 提供了有利于感知的高质量因子 (Q因子).
- 混合金属电解构架构在BIC中显示了高Q因子和灵敏度的理论承诺,但需要实验验证.
研究的目的:
- 提出和实验验证在金属介电元表面中对称性保护的准BIC模式.
- 调查这些准BIC模式的传感性能.
- 为了证明这些超表面对高灵敏度生物传感的潜力.
主要方法:
- 制造一个金属介电元表面.
- 在正常光照下,对称性保护准BIC模式的激发.
- Q因子的表征,批量灵敏度和功绩数字 (FOM).
- 使用生物-斯特雷普塔维丁生物试验评估表面亲和力.
主要成果:
- 展示了两种对称性保护的准BIC模式.
- 在压电主导的准BIC模式中实现了高Q因子412 .
- 对于介电主导模式,获得了492.7nm/RIU和266.3RIU-1的FOM的散装灵敏度.
- 在生物试验中,对金属主导的准BIC模式表现出更强的表面亲和力.
结论:
- 拟议的金属电流超表面支持准BIC模式,具有出色的传感能力.
- 介电主导模式提供高批量灵敏度,而金属主导模式在对表面敏感的生物测试中表现出色.
- 这些发现为开发高性能地表光学传感器和生物传感平台提供了可行的方法.
