بررسي نظري پاسخ حسگر زيستي نانوذرات طلا و نقره بر پايه تشديد پلاسمون سطحي

Investigation the theory of biological sensor response of Au and Ag nanoparticles based surface Plasmon resonance

در اين پژوهش تاثير اندازه نانوذرات طلا، نقره و محيط دي الكتريك اطراف نانوذره، بر طول موج و شدت تشديد پلاسمون سطحي (SPR) با استفاده از نظريه‌ي ماي و نرم افزار FDTD مورد بررسي قرار گرفته است. در طيف محاسباتي، قله جذبي در حدود 500 و 400 نانومتر به ترتيب براي نانو ذرات طلا و نقره ظاهر مي‌شود. با افزايش اندازه نانوذرات طلا و نقره جابه‌جايي قرمز براي قله جذبي تشديد پلاسمون سطحي مشاهده مي‌شود. هم‌چنين با افزايش ضريب شكست محيط اطراف نانوذره، قله جذبي به سمت طول موج‌هاي بلندتر جابه جا شده و يك وابستگي خطي بين ضريب شكست محيط نانوذرات و جابه‌جايي قله تشديد پلاسمون سطحي مشاهده مي‌شود. شيب اين بستگي خطي براي نانوذرات 20 نانومتري بيشينه است. حساسيت قله پلاسموني به تغيير اندازه و محيط دي الكتريك براي نانو ذرات نقره بيشتر از نانو ذرات طلا است. نتيجه‌هاي اين محاسبات با نتيجه‌هاي تجربي همخواني خوبي دارد.

In this study, the effect of size and dielectric environment surrounding of Au and Ag nanoparticles on the wavelength and intensity of surface plasmon resonance (SPR) peak were investigated by using the Mie theory and FDTD software. The absorption peak was observed at about 500, 400 nm in calculated spectra of Au and Ag respectively. A red-shift was observed for SPR peak with increasing of nanoparticles size. Also SPR peak is shifted to longer wavelength with increasing of refractive index surrounding. A linear dependence between refractive index surrounding of nanoparticles and SPR wavelength shift was observed. The maximum slop was observed for particle size of 20 nm. Sensitivity of SPR peak by altering of refractive index for Ag nanoparticles is more than Au nanoparticles. The calculated results are in agreement with experimental results.