Development of Ultra-Dense Plasmonic Sensors Arrays Using Epitaxial Periodically-Perforated Silver Films
使用外延周期性穿孔银膜开发超密集等离子体传感器阵列
基本信息
- 批准号:0928664
- 负责人:
- 金额:$ 45.83万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-09-01 至 2012-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The objective of this research effort is to develop plasmonic mid-infrared sensors based on epitaxially deposited silver films. The approach is to utilize the extraordinary optical transmission through arrays of sub-wavelength holes in a metal. Surface plasmon polaritons supported by such hole arrays are responsible for the extraordinary Optical transmission, and are highly sensitive to the refractive index of the surrounding medium or analyte. A recently discovered phenomenon of the omni-directional photonic bandgap will be utilized. To enhance the effect, atomically smooth metal films will be grown on various substrates. The omni-directional nature of the gap enables focusing light on an ultra-small (one wavelength across) sensor.If successful, the benefits of this research will include the development of novel tools for analyzing ultra-small amounts of multiple analytes for disease detection using mid-infrared sensing. The mid-infrared part of the spectrum is critically important for sensing applications because chemical composition of large and complex molecules can be revealed through their mid-infrared optical "fingerprints". These sensing techniques could potentially revolutionize label-free detection of biological and chemical substances. Future optical sensing devices should also be capable of processing minute amounts of analyte, and do so in a very dense format of small closely spaced sensors. The project will include significant outreach to high school, undergraduate, and graduate Hispanic students in Texas. High school students from local schools will conduct summer research in PI's laboratories, collaborate with graduate students, and receive mentorship from the recently established Mentorship Networks among minority students in the San Antonio/Austin area aimed at enhancing the interest and awareness of nanoscale science among minority students.
这项研究工作的目的是基于外延沉积的银膜开发等离子中央红外传感器。 该方法是通过金属中的次波长孔来利用非凡的光学传输。 由此类孔阵列支撑的表面等离子体极性子负责非凡的光学传输,并且对周围介质或分析物的折射率高度敏感。 将使用最近发现的Omni方向光子带隙的现象。 为了增强效果,将在各种底物上生长原子光滑的金属膜。 间隙的全向性质使人们能够将亮点集中在传感器上的超小(一个波长)传感器上。如果成功,这项研究的益处将包括开发新的工具,用于分析使用中部汇率传感的多个多个分析物进行疾病检测。 频谱的中红外部分对于传感应用至关重要,因为可以通过其中红外光学“指纹”揭示大型和复杂分子的化学组成。 这些传感技术可能会彻底改变生物学和化学物质的无标签检测。 未来的光学传感设备也应能够处理少量的分析物,并以非常密集的小间隔传感器的形式进行处理。 该项目将包括在得克萨斯州的高中,本科和西班牙裔学生的大量宣传。来自当地学校的高中学生将在PI的实验室进行夏季研究,与研究生合作,并在圣安东尼奥/奥斯汀地区的少数群体学生中获得指导,旨在增强少数族裔科学的兴趣和认识。
项目成果
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