English
Effects of receptor thickness on localised surface plasmon resonance sensing performance
文件大小：
320k
资源说明：本研究探讨了受体层厚度对局域表面等离子体共振（LSPR）传感性能的影响。局域表面等离子体共振是在金属纳米颗粒（MNPs）表面或附近的电磁波（通常为可见光或近红外光）激发金属表面自由电子集体振动产生的现象。这种共振效应可以导致光谱中的吸收和散射光强显著增强，使得金属纳米颗粒表现出独特的光学特性。在生物化学传感领域，LSPR因对局部环境高度敏感而被广泛研究和应用。由于LSPR的这一特性，使得基于LSPR的传感器可以用于监测生物分子的相互作用和检测微量化学物质。
在实际应用中，选择性生物化学传感器通常是通过结合金属纳米颗粒和选择性受体来构建的，这些受体能够识别特定的生物化学分子。受体层的厚度在这种传感器设计中扮演着重要角色。研究通过实验和理论计算相结合的方法，研究了受体层厚度对LSPR光谱特性和传感性能的影响。
实验结果表明，当使用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为受体层时，受体层厚度的增加会导致LSPR光谱发生红移，即光谱中的共振峰向长波长方向移动。以42nm厚的PMMA受体为例，在检测氯仿蒸气时，最大消光效率比峰值波长更为敏感。这种受体厚度效应通过电动力学计算得到了证实：相对较薄的受体层会创造出高灵敏度的峰值波长，而对消光效率的灵敏度较低。然而，对于相对较厚的受体层情况相反。在这项研究中，观察到厚度之间的转折点大约为20nm。
为了进一步探讨受体层厚度的影响，本研究建立了LSPR传感过程的模型，并利用有限差分时域（FDTD）方法来确认实验结果并深入分析受体层厚度对LSPR传感性能的影响。FDTD是一种数值分析技术，它通过模拟电磁场与材料相互作用来解决麦克斯韦方程，广泛应用于光子学和纳米光电子学的研究中。
此外，研究还采用了纳米球光刻（NSL）技术在玻璃基底上制备规则排列的银三角纳米棱镜阵列，这是生产纳米结构的流行方法之一，因其成本效益高、能够快速制备大面积周期性阵列，且具有特定的颗粒形状、放置和方向。纳米球光刻技术采用单层或双层紧密排列的聚苯乙烯纳米球作为模板，通过化学气相沉积或物理蒸镀的方法沉积金属薄膜，再通过去除纳米球模板得到具有特定结构的金属薄膜。
通过对LSPR传感性能与受体层厚度之间关系的深入研究，本研究得出的结论可以作为设计和制造基于LSPR的高度敏感生物化学传感器的指导原则。这一研究对于生物化学传感器的设计和优化具有重要意义，因为它揭示了如何通过调整受体层的厚度来实现最佳的传感器灵敏度和选择性，进而提高传感器在实际应用中的性能。
本源码包内暂不包含可直接显示的源代码文件，请下载源码包。
