基于多波长共振的表面等离激元传感的研究

基本信息
批准号:61475005
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:陈建军
学科分类:
依托单位:北京大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙成伟,王雨佳,贺科科
关键词:
法诺共振表面等离激元传感器光与物质相互作用金属纳米结构
结项摘要

Ultra-high sensitive and ultra-small sensors attract tremendous attention in the area of integrated optical sensing recently. Surface plasmon polaritons (SPPs) are electromagnetic fields confined along the metal surface. Because of their subwavelength confinements and enormous field enhancements, the SPPs have important applications in the biological and chemical sensor technology. The optical sensors based on the SPPs exhibited high sensitivities, but they could not eliminate the influence and disturbance of the environment noise. This largely affects the measurement accuracy and limits the applications of the SPP sensors. Aiming at the environment noise, this project will mainly focus on how to use the multi-wavelength resonances and their strong coupling effects in the metal nano-resonator to realize ultra-high sensitive SPP sensors, which are immune to the environment noise. This strategy can broaden the applications of the SPP sensors in real complicated environments. Moreover, these ultra-small SPP sensors can be integrated into chips. Thus, they may find important applications in many areas of the national economy, such as the food industry, medicine engineering, material engineering, and environmental protection. The content of the project contains the theoretical study of the multi-wavelength resonances and coupling effect in the metal nano-resonator, the fabrications of the metal nano-resonator on the metal surface, the optical measurement of the metal nano-resonator, and the accurate sensing measurement immune to the environment noise.

超高灵敏度、超小尺寸的传感器件是目前集成光学传感领域的研究热点之一。表面等离激元是局域在金属表面的电磁波,具有亚波长束缚和巨大的局部场增强效应,因此被广泛应用于生物化学传感技术中。目前基于表面等离激元的高灵敏度传感器件易受环境噪声的干扰,从而影响了它们的测量精度和应用前景。本项目拟针对环境噪声问题,重点瞄准如何利用金属纳米腔中的多波长共振及其耦合效应来实现对环境噪声免疫的、高灵敏度的、高精度的传感测量,从而拓展表面等离激元传感器件在实际复杂环境中的应用范围。这种超小的传感器件容易在芯片内集成,可为国民经济中食品工业、医学工程、材料工程、环境保护等领域提供高灵敏度的、高精度的微剂量检测。研究内容包括:金属表面上纳米腔结构中多波导模式和多共振模式的产生及相互耦合机制的理论研究,金属表面上纳米腔结构的加工和制备,金属纳米腔的光学表征,对环境噪声免疫的高灵敏度、高精度的传感测量。

项目摘要

超高灵敏度、超小尺寸的传感器件是目前集成光学传感领域的研究热点之一。本项目针对高灵敏度表面等离激元碰到的环境噪声问题,重点瞄准如何利用金属纳米腔中的多波长共振及其耦合效应来实现对环境噪声免疫的、高灵敏度的、高精度的传感测量。主要研究内容包括:金属膜上非对称纳米腔、缺陷纳米腔和耦合纳米腔等结构中多波长共振、耦合的物理机制及原理的研究;金属非对称纳米腔、缺陷纳米腔和耦合纳米腔结构的设计和优化;金属纳米腔的加工制备,金属纳米腔结构的多波长共振光学表征;自参考传感测量,在实验上实现微型化、低成本、高灵敏度、对环境噪声免疫、易于集成的高精度传感器件。..在国家基金委面上项目的资助下,该项目严格按照申请书进行,在理论和实验方面取得了一定的成果,已发表SCI论文24篇,影响因子大于6的论文11篇,6篇被选为期刊的正内封面文章,包括一篇包括1篇Advanced Materials (扉页插图)、1篇Laser & Photonics Reviews (内封面)、3篇Advanced Optical Materials (1篇正封面,1篇内封面)、3篇ACS Photonics、2篇Nanoscale (1篇为封底文章)、1篇Nanophotonics;本项目利用金属光栅中表面等离激元产生的双Fano共振在实验上实现了超小的、高灵敏度的自参考传感器,能够从实验上监控并消除由于光强起伏以及局域温度改变带来的误差。这些工作获得了国内外同行的关注和认可,被Chemical Reviews, Advanced Optical Materials, Progress in Quantum Electronics等综述文章正面引用报道。因为申请者在表面等离激元传感器件方面的贡献,申请者最近受Advanced Optical Materials期刊邀请以第一作者身份发表一篇Plasmonic devices综述文章(Plasmonic sensing and modulation based on Fano resonances),被选为该期刊的正封面文章,并在该期刊的名人堂(Hall of Fame)重点报道。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
3

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
4

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
5

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022

陈建军的其他基金

批准号:81873693
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:U1630121
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11204018
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21606047
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31470421
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30800624
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61504169
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50902124
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51872262
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11674014
批准年份:2016
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:71774140
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:71173182
批准年份:2011
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:31760269
批准年份:2017
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:U1204329
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11172267
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41801030
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101692
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70773095
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:21002046
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21876093
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:91850103
批准年份:2018
资助金额:85.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81570898
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30901659
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81371062
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51572243
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81701360
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1631131
批准年份:2016
资助金额:46.00
项目类别:联合基金项目
批准号:70973105
批准年份:2009
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:31570026
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31000088
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41661078
批准年份:2016
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11174144
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41401586
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10872182
批准年份:2008
资助金额:40.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于表面等离激元磁共振的纳米器件的研究

批准号:61575006
批准年份:2015
负责人:侯玉敏
学科分类:F0508
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

基于表面等离激元结构的氢气传感方法研究

批准号:11504335
批准年份:2015
负责人:郝凤欢
学科分类:A2206
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于表面等离激元磁共振的光场调控研究

批准号:91850119
批准年份:2018
负责人:杨志林
学科分类:A2206
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
4

基于杂化等离激元共振耦合的金属亚波长结构超窄多频带光透明特性及其传感研究

批准号:11564017
批准年份:2015
负责人:刘桂强
学科分类:A2206
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目