Suppr超能文献

原子级平坦对称椭圆纳米孔阵列的金膜实现超高灵敏度折射率传感。

Atomically flat symmetric elliptical nanohole arrays in a gold film for ultrasensitive refractive index sensing.

机构信息

Department of Electrical Engineering, University of Victoria, Victoria, BC, Canada V8W 3P6.

出版信息

Lab Chip. 2013 Jul 7;13(13):2541-6. doi: 10.1039/c3lc41411f. Epub 2013 Mar 11.

Abstract

Past works on refractive index sensing using nanohole arrays in metal films typically achieved a resolution of around 10(-4) to 10(-5) refractive index units (RIU), up to 10(-6) with complicated detection setups. This is an order of magnitude worse than commercial Kretschmann-based surface-plasmon resonance (SPR) sensors. Here, we demonstrate intensity-based bulk refractive index sensing in an aqueous environment with a resolution of 9.38 × 10(-8) refractive index units (RIU), showing for the first time comparable performance for nanohole SPR with Kretschmann-based SPR. This is achieved by the combination of three advances in the materials properties: (a) template stripping to achieve ultra-flat Au surfaces of ~0.2 nm roughness, (b) elliptical nanoholes to enhance transmission, and (c) a Cytop substrate to symmetrize the refractive index with the aqueous environment above the metal film. The simple optical microscope geometry and microfluidic integration used in this work is promising for multiplexed lab-on-chip analysis.

摘要

过去使用金属膜中的纳米孔阵列进行折射率传感的工作通常可以达到约 10(-4) 到 10(-5) 折射率单位 (RIU) 的分辨率,使用复杂的检测设置可以达到 10(-6)。这比商业克里希曼基于表面等离子体共振 (SPR) 传感器差了一个数量级。在这里,我们在水相环境中展示了基于强度的体折射率传感,分辨率为 9.38×10(-8)折射率单位 (RIU),首次展示了纳米孔 SPR 与克里希曼基于 SPR 的可比性能。这是通过三种材料特性的进步实现的:(a)模板剥离以实现超平整的约 0.2nm 粗糙度的 Au 表面,(b)椭圆纳米孔以增强传输,以及 (c) Cytop 衬底以将金属膜上方的水溶液中的折射率对称化。这项工作中使用的简单光学显微镜几何形状和微流控集成对于多路复用的片上实验室分析具有很大的应用前景。

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