研究目的
提出一种具有电学响应的SPR传感器新架构,其中集成热电子光电探测器取代传统光谱仪,以实现小型化和提高灵敏度。
研究成果
在Kretschmann结构中集成MIM结与光波导,可实现具有电学响应的SPR传感器,展现出高灵敏度与微型化潜力。添加ITO层后性能提升,电学灵敏度达到12.5 V/RIU。
研究不足
所提出传感器的可检测折射率范围由入射光谱的带宽决定,这将其线性范围限制在1.3320至1.333之间。
1:实验设计与方法选择:
本研究将金属-绝缘体-金属(MIM)结与平面波导(PWG)集成为多层结构,采用近红外宽谱LED激发,分析MIM结的表面等离子体激元(SPP)模式与PWG模式的耦合关系。
2:样品选择与数据来源:
该结构包含夹在两层银(Ag)之间的氧化锌(ZnO)介质层,以Cytop和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为耦合层与波导层。
3:实验设备与材料清单:
采用中心波长820nm的高斯光谱p偏振LED光源、SF10耦合棱镜,以及Ag层、ZnO层、Cytop和PET材料。
4:实验流程与操作步骤:
通过光照器件,测量分析物折射率变化时的电学响应,重点监测MIM结的开路电压(Voc)。
5:数据分析方法:
运用传输矩阵法(TMM)研究光学响应,并计算器件中的吸收功率密度。
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获取完整内容-
LED
Light source for exciting the structure
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SF10 coupling prism
Coupling prism for the Kretschmann configuration
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Ag layers
Metal layers in the MIM junction
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ZnO layer
Insulator layer in the MIM junction
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Cytop
Coupler layer
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PET
Waveguide layer
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ITO layer
Hot-electron blocker
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