法诺共振生物传感机制：等离子体振荡器的机械加载

摘要： 由于等离子体纳米结构和超材料中亚辐射与超辐射模式的共振相互作用，会产生具有独特窄而不对称线型的法诺共振。近期多项实验研究表明，高色散法诺共振为生物传感应用提供了独特机遇。然而目前对法诺共振光学响应与生物分子累积关系的理解仍十分有限。本研究提出一个唯象模型，能精确描述等离子体纳米孔阵列中法诺共振的复杂本质，并为生物传感实验提供明确的物理解释。通过以严格电磁模拟和实验测量作为基准工具，我们证明分子累积对法诺共振等离子体响应的非平庸贡献可视为耦合振子模型中的机械加载效应。值得注意的是，该唯象方法成功捕捉了分子累积导致的法诺共振谱线复杂响应及非对称线宽展宽现象。更关键的是，与实验测量高度吻合的是，我们的参数化模型无需借助电磁模拟，仅通过结构设计参数就能预测调控法诺共振非凡光传输线型，展现出优异的预测能力。该唯象模型提供了一种通用解析方法，可适配于不同等离子体和超材料系统中的生物分子检测测量研究。