纳米柱阵列传感器的结构优化设计

作     者：倪祖高 马文英 姚军 陈科帆 Ni Zugao;Ma Wenying;Yao Jun;Chen Kefan

作者机构：中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室成都610209 中国科学院研究生院北京100039 成都信息工程学院通信工程学院成都610225 

基　　金：北京市自然科学基金(4102016) 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2010年第47卷第12期

页      码：781-786页

摘      要：采用时域有限差分法(FDTD)对Ag纳米柱粒子构成的三角、方形和六角三种有限阵列排布方式下的局部表面等离子体共振(LSPR)传感特性进行了研究,讨论了三种阵列排布方式下栅格间距的变化对其消光特性、折射率灵敏度(RIS)和品质因素(FOM)的影响。栅格间距的变化使粒子间的电磁耦合发生了变化,进而改变了消光谱线,相应的折射率灵敏度和谱线的半高全宽也都发生变化。仿真结果表明,三角、方形和六角阵列的栅格间距分别为550,475和550nm时,品质因数分别取得极大值10.35,8.92和7.38RIU-1,较单个银粒子的2.76RIU-1分别提高了3.75,3.2和2.67倍。最优时,阵列结构的RIS均比单个的要高,分别为单个的1.2,1.16和1.18倍,且半高全宽(FWHM)均比单个的要窄,分别为单个的0.32,0.36和0.44倍。因此,阵列结构能够获得比单个结构更佳的传感灵敏度,且三角阵列结构比方形阵列和六角阵列的传感灵敏度要高。因此,三角阵列结构更能提高传感灵敏度,这对于纳米粒子的传感特性研究具有一定的指导意义。

主 题 词：有限阵列 局部表面等离子体共振 折射率灵敏度 半高全宽 品质因素 传感灵敏度 

学科分类：07[理学] 080202[080202] 08[工学] 070205[070205] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-4776.2010.12.011

馆 藏 号：203703073...