Planar Lightwave Circuit based Surface Enhanced Raman Scattering Spectrometer wit

基于平面光波电路的表面增强拉曼散射光谱仪

基本信息

  • 批准号:
    8057145
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.57万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-27 至 2011-09-26
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): In this small business technology transfer research (STTR) program, Omega Optics and the University of Texas at Austin propose to develop a planar lightwave circuit based surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectrometer for single molecule detection. The sensitivity of the SERS spectrometer comes from the 5-nm gap between gold nanowires, which can achieve 108 enhancement factor (EF) for the Raman scattering signals. Especially, these gold nanowires are precisely positioned in the resonant cavity by an exquisite nano-entity manipulation technology --- electrical tweezers, a technique with which one can freely move metallic nanowires to predefined positions. Thus the hot-spots for SERS are obtained by a repeatable and controllable manner. Additionally, the proposed on-chip SERS spectrometer is based on resonant cavity enhanced (RCE) polymer waveguides with extraordinary optical intensity enhancement. The resonant effect is capable of further increasing the sensitivity of the SERS by at least four orders of magnitude. With 1012 enhancement factor in total, the proposed on-chip SERS spectrometer is expected to achieve single-molecule-detection capability even for those with very small Raman scattering cross sections. Anticipated Benefits/Potential Commercial Applications of the Research or Development: The proposed planar lightwave circuit based SERS spectrometer will lead to the development of a new class of Raman sensing technique with extraordinarily high sensitivity and ease of use. It can find broad applications in biomedical research, chemical engineering, and environment monitoring. Plus, it can be used both in the laboratory and in the field. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: In this small business technology transfer research (STTR) program, Omega Optics and the University of Texas at Austin propose to develop a planar lightwave circuit based surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectrometer with 1012 sensitivity enhancement for single molecule detection.
描述(由申请人提供):在这个小型企业技术转让研究(STTR)计划中,Omega Optics 和德克萨斯大学奥斯汀分校提议开发一种基于平面光波电路的表面增强拉曼散射(SERS)光谱仪,用于单分子检测。 SERS光谱仪的灵敏度来自于金纳米线之间5纳米的间隙,可以使拉曼散射信号实现108的增强因子(EF)。特别是,这些金纳米线通过一种精致的纳米实体操纵技术——电镊子精确定位在谐振腔中,这种技术可以将金属纳米线自由地移动到预定位置。因此,SERS的热点是通过可重复且可控的方式获得的。此外,所提出的片上 SERS 光谱仪基于谐振腔增强 (RCE) 聚合物波导,具有非凡的光强度增强功能。共振效应能够将SERS的灵敏度进一步提高至少四个数量级。所提出的片上SERS光谱仪总共具有1012个增强因子,即使对于拉曼散射截面非常小的分子,也有望实现单分子检测能力。研究或开发的预期效益/潜在商业应用:所提出的基于平面光波电路的SERS光谱仪将导致新型拉曼传感技术的开发,该技术具有极高的灵敏度和易用性。它可以在生物医学研究、化学工程和环境监测中找到广泛的应用。此外,它还可以在实验室和现场使​​用。 公共健康相关性:在这项小型企业技术转让研究 (STTR) 计划中,Omega Optics 和德克萨斯大学奥斯汀分校提议开发一种基于平面光波电路的表面增强拉曼散射 (SERS) 光谱仪,具有 1012 灵敏度增强功能,用于单分子检测。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Electric Tweezers.
电动镊子。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.4
  • 作者:
    Fan, D L;Zhu, F Q;Cammarata, R C;Chien, C L
  • 通讯作者:
    Chien, C L
Electronic properties of nanoentities revealed by electrically driven rotation.
通过电驱动旋转揭示纳米实体的电子特性。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012-06-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Fan, D L;Zhu, Frank Q;Xu, Xiaobin;Cammarata, Robert C;Chien, C L
  • 通讯作者:
    Chien, C L
Ordered arrays of Raman nanosensors for ultrasensitive and location predictable biochemical detection.
拉曼纳米传感器有序阵列,用于超灵敏且位置可预测的生化检测。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012-10-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xu, Xiaobin;Kim, Kwanoh;Li, Huifeng;Fan, D L
  • 通讯作者:
    Fan, D L
One-Step Hydrothermal Synthesis of Comb-Like ZnO Nanostructures.
梳状 ZnO 纳米结构的一步水热合成。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012-10-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Xu, Xiaobin;Wu, Min;Asoro, Michael;Ferreira, P J;Fan, D L
  • 通讯作者:
    Fan, D L
Guided-mode-resonance-coupled plasmonic-active SiO(2) nanotubes for surface enhanced Raman spectroscopy.
用于表面增强拉曼光谱的导模共振耦合等离子体活性 SiO(2) 纳米管。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012-05-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Xu, Xiaobin;Hasan, Dihan;Wang, Lei;Chakravarty, Swapnajit;Chen, Ray T;Fan, D L;Wang, Alan X
  • 通讯作者:
    Wang, Alan X
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