研究目的
研究一种针对水介质具有高灵敏度和高品质因数的等离子体波导折射率传感器的性能。
研究成果
所提出的等离子体波导折射率传感器在水介质中展现出高灵敏度和高品质因数，适用于生物传感应用。该传感器的性能归功于复合等离子体波导结构，其支持一种损耗型等离子体模式，且大部分能量集中在金属-电介质界面处。研究表明，该传感器可用于蛋白质抗体与靶分子相互作用的生物医学研究、DNA分析以及凝集素和脂质双层的特性表征。
研究不足
该研究为理论性研究，未包含实验验证。传感器的性能通过数值分析进行评估，实际应用中可能面临制造精度和材料稳定性等挑战。
1：实验设计与方法选择：
本研究提出一种基于表面等离子体共振角度与光谱双模式探测的传感器。该结构由棱镜和复合等离子体波导组成，分别对角度和光谱探测模式进行反射率分析。
2：样本选择与数据来源：
该结构针对折射率为1.33的分析物进行优化，计算了反射率和相位随入射角及波长的变化函数。
3：33的分析物进行优化，计算了反射率和相位随入射角及波长的变化函数。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：该结构包含氟化镁棱镜、聚四氟乙烯薄膜、高折射率聚碳酸酯薄膜、薄银膜、硅层以及半无限厚度的分析物（水介质）。
4：实验流程与操作步骤：
采用多层薄膜结构的菲涅尔反射系数计算反射率和相位，通过传输矩阵法（TMM）求解多层结构的特征值方程。
5：数据分析方法：
根据反射率曲线计算灵敏度、半高全宽（FWHM）和品质因数等参数。
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MgF2 prism
Used as part of the sensor structure to facilitate surface plasmon resonance.
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Teflon film
Acts as a low index layer in the composite plasmonic waveguide.
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High index polycarbonate film
Forms part of the composite plasmonic waveguide, concentrating the coupled energy near the metal-dielectric interface.
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Thin Ag film
Supports surface plasmon polaritons, enabling the sensor's high sensitivity.
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Si layer
Prevents oxidation of the Ag film and slightly enhances the penetration depth in the analyte.
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