在基于少数层黑色的高灵敏度表面等离子体共振传感器中无otropic 传感性能
Qifeng Zhu1, Yanting Shen1, Zhuo Chen1
1Department of Physics, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|June 27, 2024
概括
少数层黑 (FLBP) 显示出对表面等离子体共振 (SPR) 传感器的希望. 优化FLBP堆叠序列显著提高传感器性能,特定的安排产生更高的灵敏度,以提高检测能力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 少数层黑 (FLBP) 具有独特的异型光学和电学特性,使其适用于高灵敏度的无标签表面等离子体共振 (SPR) 传感器.
- 在传感器设计中,FLBP固有的异构性,特别是沿着其曲轴和扶手椅轴,往往没有得到充分利用.
- 了解FLBP的异构特性对SPR传感器性能的影响对于推进传感器技术至关重要.
研究的目的:
- 调查FLBP堆叠序列和层数对SPR反射率和相位的影响.
- 理论和实验分析不同FLBP配置的BK7-Ag-FLBP结构的传感性能.
- 通过利用其异构性质来优化基于FLBP的SPR传感器设计.
主要方法:
- 在BK7-Ag-FLBP结构中SPR反射率和相位移的理论建模.
- 使用减弱总反射 (ATR) SPR设置测量反射率和相位的实验性表征.
- 角分辨率极化拉曼光谱 (ARPRS) 用于确定FLBP样品厚度和晶体方向.
主要成果:
- 理论分析表明,12层黑 (BP) 结构与 zz 堆叠实现了最高的反射率 (287.9°/RIU) 和相位 (1162°/RIU) 灵敏度.
- 实验结果表明,由于不同的FLBP堆叠序列,具有显著的共振角度转移 (0.275°) 和相变化 (34.6°).
- 在理论和实验研究中,zzz堆叠序列与ac堆叠序列相比,表现出更高的灵敏度.
结论:
- FLBP层的堆叠顺序对SPR传感器的传感性能产生了重大影响.
- 通过优化堆叠利用FLBP的异构性质,可以提高SPR传感器的灵敏度.
- 这项研究为基于二维材料的新型异构型SPR传感器铺平了道路,其检测能力得到了改进.
