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“片上光学传感技术”专辑
用于聚合物传感的表面增强红外银天线阵列
朱恒亮
1,2
宋芳
1,2,*
张馨予
1,2
郑传涛
1,2
王一丁
1,2
作者单位
摘要
1
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,长春 130012
2
吉林省红外气体传感技术工程研究中心,长春 130012
红外光谱技术因分子吸收截面较小限制了其灵敏度,采用光学性质相似且价格更低的银阵列替代金阵列,在节约成本的同时,利用表面增强红外吸收效应,以提高微量分析物的检测灵敏度。分别设计了微米尺度的中空十字形与六边形天线阵列结构,使用时域有限差分算法进行数值仿真,研究了天线尺寸对超表面光学性能的影响。利用紫外曝光技术,以银作为沉积金属,实现低成本、大尺寸天线阵列的制备。利用傅里叶红外光谱仪测量超表面基底,在400~800 cm
-1
的中红外波段实现了表面增强吸收,十字形天线与六边形天线结构的消光系数最高分别可达20%与24.5%。为了评估超表面的传感性能,分别在硅基底和六边形结构的超表面基底上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯,六边形天线结构在483.14 cm
-1
处实现了2.85倍的增强吸收,增强因子为1 995。
红外光谱
表面等离激元
表面增强红外
天线阵列
超表面
Infrared spectroscopy
Surface plasmons
Surface enhanced infrared
Antenna arrays
Metasurface
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光子学报
2023, 52(10): 1052402
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