نانوحسگر پلاسمونيك ضريب شكست با استفاده از نوارهاي فلزي در ناحيه فروسرخ نزديك

Refractive Index Plasmonic Nano-Sensor Using Metal Ribbons in Near-Infrared Region

عملكرد نانوحسگرهاي پلاسمونيك به طور عمده بر اساس تشديد پلاسمون هاي سطحي است. حسگرهاي تشديد پلاسمون سطحي نيازمند يك لايه فلزي هستند كه امكان انتقال الكترون هاي آزاد را فراهم كند. در اين مقاله با استفاده از نانو شكاف و نانو نوار فلزي با زيرلايه دي الكتريك در يك ساختار متناوب و بررسي طيف جذب، عملكرد حسگري در ناحيه فروسرخ نزديك بررسي شده است. به منظور بهينه‌سازي عملكرد حسگر، تاثير اندازه نانو شكاف، اندازه نانو نوار و دوره تناوب بر روي حساسيت و معيار شايستگي بررسي مي شود. در حالتي‌كه ساختار بيشترين حساسيت را دارد، با اضافه شدن نانو نوار MgF2 در كنار نانو نوار طلا، معيار شايستگي افزايش مي يابد. ساختار پيشنهادي در اين مقاله به عنوان حسگر ضريب شكست با جذب بيش از 90%، حساسيت nm/RIU700 و معيار شايستگي RIU-1 23 عملكرد مناسبي را براي كاربردهاي حسگري در حوزه پزشكي دارد.

The performance of plasmonic nano-sensors is based on surface plasmons resonance. Sensors based on surface plasmons resonance require a metal layer that allows the transmission of free electrons. In this paper, the sensor function in near-infrared region is investigated using metal nano-ribbon and nano-slit with dielectric substrate in an alternating structure and absorption spectrum. In order to optimize the sensor function, the effects of nano-slit size, nano-ribbon size and periodicity on the sensitivity and figure of merit are studied. When the structure is most sensitive, the MgF2 nano-ribbon addition along with the nano-ribbon of gold will increase the figure of merit. The proposed structure as a refractive index sensor with the absorption of more than 90%, sensitivity of 700nm/RIU and figure of merit of 23RIU-1 has a good performance for sensor applications in the medical field.