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表面等离子体受激辐射放大领结型纳米天线的SERS单分子探测
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:O433.4[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]宁波大学理学院微电子科学与工程系,浙江宁波315211, [2]江苏大学机械工程学院光信息科学与技术系,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金(61275153)、浙江省自然科学基金(LY12A04002)、浙江省“物理学重中之重学科”开放基金(xkzl1208)、宁波市自然科学基金(2012A610L07)、宁波大学优秀学位论文培育基金(PY2012006)
中文摘要:

基于表面等离激子受激辐射放大原理,提出了一种应用于表面增强拉曼散射(SERS)单分子探测的领结型纳米天线结构。采用有限元方法(FEM)研究其局域表面等离子体共振(LSPR)和SERS特性。结果表明,该领结型纳米天线的局域表面等离子体共振强度和局域电场强度得到明显的增强,其散射截面为非表面等离激子受激辐射放大领结型纳米天线的1.1×10^4倍,局域电场强度为1×10^2倍。同时,该领结型纳米天线的表面增强拉曼散射增强因子最大达到10^16,足以进行精确的单分子探测;整个纳米天线表面的增强因子也可达到10^12,足以应用于单个生物分子的探测。

英文摘要:

Based on the mechanism of the surface plasmon amplification by stimulated emissions of radiation(spaser),a bowtie nanoantenna structure is proposed for single molecule detection by surface enhanced Raman scattering(SERS).The localized surface plasmon resonance(LSPR)properties and the SERS characteristics of the bowtie nanoantenna are numerically analyzed by the finite element method(FEM).The results show that the LSPR strength and the local electric field intensity of the bowtie nanoantenna can be greatly amplified,and its scattering cross-section and electric field strength are up to 1.1×104 and 1×102 times of the non-spaser bowtie nanoantenna,respectively.Meantime,the maximum SERS enhancement factor is 1016 generated by the bowtie nanoantenna,which is enough to accurately detect a single molecule.Moreover,there is a higher SERS enhancement factor of 1012 on the entire surface of the nanoantenna,which is also sufficient for single bio-molecular detection.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849