| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شمارهها | 1,418 |
| تعداد مقالات | 17,445 |
| تعداد مشاهده مقاله | 56,254,823 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,601,277 |
حسگر پلاسمونی بسیار کارآمد مبتنی بر فلز آلومینیوم و مواد دو بعدی | ||
| مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
| مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ، انتشار آنلاین از تاریخ 17 شهریور 1403 اصل مقاله (847.68 K) | ||
| نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/tjee.2024.60315.4803 | ||
| نویسندگان | ||
| مینا نوری* 1؛ علی طلوعی2 | ||
| 1دانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران | ||
| 2دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق، صنعتی سهند، تبریز، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، مشخصات حسگر تشدید پلاسمون سطحی با ساختار کرچمن مبتنی بر فلز آلومینیوم و لایههای مواد دو بعدی با تغییر و بهینهسازی تعداد لایهها و ضخامت آنها مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. در راستای فرآیند بهینهسازی با تاکید بر استفاده از فلز آلومینیوم به عنوان فلز پایه به جهت صرفه اقتصادی حسگر و استفاده از مواد دو بعدی و فلزات واسطه دیکالکوژنید به خاطر نسبت سطح به حجم بالای این مواد در جهت کمک به بهبود حساسیت، ساختار با ترکیب CaF2/Al/Al2O3/2LGraphene./10L Black Posphorous به عنوان ساختار بهینه انتخاب شده است. حسگر ارائه شده مبتنی بر رزونانس پلاسمون سطحی، حساسیت deg/RIU 304S=، عدد شایستگی RIU-1194/871 FOM=، حداقل بازتاب 0/14 Rmin= و پهنای باند در نصف بیشینه دامنه deg 1/56 FWHM= را ارائه میدهد و پتانسیل بالایی برای استفاده در زیست حسگری دارد. بهینهسازی و مطالعه ساختار پیشنهادی که مبتنی بر جابجایی زاویه عمل میکند، با استفاده از روش ماتریس انتقال و نرمافزار لومریکال صورت گرفته است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| تشدید پلاسمون سطحی؛ فلزات واسطه دیکالکوژنید؛ کرچمن؛ روش ماتریس انتقال | ||
| مراجع | ||
|
[1] J. Homola, "Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species", Chemical reviews, vol. 108, no. 2, pp. 462-493, 2008. [2] E. Ozbay, "Plasmonics: merging photonics and electronics at nanoscale dimensions", science, vol. 311, no. 5758, pp. 189-193, 2006. [3] A. Srivastava, and Y. K. Prajapati, "Performance analysis of silicon and blue phosphorene/MoS2 hetero-structure based SPR sensor", Photonic Sensors, vol. 9, pp. 284-292, 2019. [4] S. E. H. Yousuf, M. A. Sakib, and M. Z. Islam, “A high-performance plasmonic nanosensor based on an elliptical nanorod in an MIM configuration”, IEEE Sensors Journal, vol. 18, no.15, pp. 6145-6153, 2018. [5] P. Sarika, N. Pal, Y. K. Prajapati, and J. P. Saini, "Performance evaluation of SPR biosensor using metamaterial over conventional SPR and graphene based SPR biosensor", In 2018 5th International Conference on Signal Processing and Integrated Networks (SPIN), pp. 696-701. IEEE, 2018. [6] J. Homola, S. Y. Sinclair, and G. Günter, "Surface plasmon resonance sensors", Sensors and actuators B: Chemical, vol. 54, no.1-2, pp. 3-15, 1999. [7] S.A. Zynio, V. S. Anton, R. S. Elena, M. M. Vladimir, and M. S. Yuri, "Bimetallic layers increase sensitivity of affinity sensors based on surface plasmon resonance", Sensors, vol. 2, no. 2 pp. 62-70, 2002. [8] F. C. Chien, and S. J. Chen, "A sensitivity comparison of optical biosensors based on four different surface plasmon resonance modes", Biosensors and bioelectronics, vol. 20, no.3, pp. 633-642, 2004. [9] J. Dostálek, K. Amal, and K. Wolfgang, "Long range surface plasmons for observation of biomolecular binding events at metallic surfaces," Plasmonics, vol. 2, pp. 97-106, 2007. [10] G. G. Nenninger, P. Tobiška, J. Homola, and S. S. Yee, "Long-range surface plasmons for high-resolution surface plasmon resonance sensors," Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 74, no. 1-3, pp. 145-151, 2001. [11] B. H. Ong, Y. Xiaocong, C. T. Swee, Z. Jingwen, and M. N. Hui, "Optimised film thickness for maximum evanescent field enhancement of a bimetallic film surface plasmon resonance biosensor," Sensors and Actuators B: Chemical, vol.114, no. 2, pp. 1028-1034, 2006. [12] J. Chen, Z. Qian, P. Cheng, T. Chaojun, S. Xueyang, D. Licheng, and P. Gun-Sik, "Optical cavity-enhanced localized surface plasmon resonance for high-quality sensing", IEEE Photonics Technology Letters, vol. 30, no. 8, pp. 728-731, 2018. [13] D. Melo, A. Aprígio, T. B. D. Silva, M. F. D, S. Santiago, C. D. S. Moreira, and R. M. S. Cruz, "Theoretical analysis of sensitivity enhancement by graphene usage in optical fiber surface plasmon resonance sensors", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 68, no. 5, pp. 1554-1560, 2018. [14] Shivangani, M. F. Alotaibi, Y. Al-Hadeethi, P.Lohia, S. Singh, D. K. Dwivedi, A. Umar, H. M. Alzayed, H. Algadi, and S. Baskoutas, "Numerical study to enhance the sensitivity of a surface plasmon resonance sensor with BlueP/WS2-covered Al2O3-nickel nanofilms", Nanomaterials, vol. 12, no. 13, p.2205, 2022. [15] S. Sachin, P. K. Singh, A. Umar, P. Lohia, H. Albargi, L. Castañeda, and D. K. Dwivedi, "2D nanomaterial-based surface plasmon resonance sensors for biosensing applications", Micromachines, vol. 11, no. 8, p.779, 2020.. [16] A. Umar, H. Mazharul, G. A. Shafeeque, H. K. Seo, A. I. Ahmed, M. A. Alhamami, H. Algadi, and Z. A. Ansari, "Label-free myoglobin biosensor based on pure and copper-doped titanium dioxide nanomaterials", Biosensors, vol. 12, no. 12 , p.1151, 2022. [17] W. M. Mullett, P. L. Edward, and M. Y. Jupiter, "Surface plasmon resonance-based immunoassays", Methods, vol. 22, no.1, pp.77-91, 2000. [18] Homola, Jiří. "Present and future of surface plasmon resonance biosensors." Analytical and bioanalytical chemistry, vol. 377, pp. 528-539, 2003. [19] R. C. Jorgenson, and S. Y. Sinclair, "A fiber-optic chemical sensor based on surface plasmon resonance", Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 12, no. 3, pp. 213-220, 1993. [20] G. Dyankov, Z. Mohssin, E. H. Saidi, and M. Bousmina, "Long-range surface plasmon supported by asymmetric bimetallic structure", Plasmonics, vol. 7, no. 3, 479-485, 2012. [21] J. Rajan, and A. K. Sharma, "Chalcogenide glass prism based SPR sensor with Ag–Au bimetallic nanoparticle alloy in infrared wavelength region", Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, vol. 11, no.4, p. 045502, 2009. [22] G. Dyankov, M. Zekriti, and M. Bousmina, "Dual-mode surface-plasmon sensor based on bimetallic film”, Applied Optics, vol. 51, no.13, pp. 2451-2456, 2012. [23] S. Singh, S. Pandey, S. Yadav, R. K. Yadav, P. K. Singh, P. Lohia, and D. K. Dwivedi, "Numerical study among Au, Al, and Ag metal-based surface plasmon resonance sensor", Journal of Optics, pp. 1-11, 2023. [24] P. Narendra, S. Pal, Y. K. Prajapati, and J. P. Saini, "A Comparative Performance Analysis of SPR Biosensor Using Metamaterial and Different Metal Oxides", In Advances in VLSI, Communication, and Signal Processing: Select Proceedings of VCAS 2021, pp. 11-23. Singapore: Springer Nature Singapore, 2022. [25] K. Bhishma, A. Uniyal, P. Sarkar, A. Pal, and R. B. Yadav, "Sensitivity improvement of surface plasmon resonance sensor for glucose detection in urine samples using heterogeneous layers: an analytical perspective", Journal of Optics, pp.1-11, 2023. [26] M. Shahriar, A. K. Paul, and K. Chakrabarti, "Detection of hemoglobin in blood and urine glucose level samples using a graphene-coated SPR based biosensor", OSA Continuum, vol. 4, no.8, pp. 2164-2176, 2021. [27] F. B. Edin, Y. W. Fen, N. A. Omar, J. Y. Liew, W. M. Daniyal, "Femtomolar detection of dopamine using surface plasmon resonance sensor based on chitosan/graphene quantum dots thin film", Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 263, p. 120202, 2021. [28] Y. Vasimalla, and H. S. Pradhan, "Modeling of a novel SCHOTT B270 prism based SPR sensor using Ag-Si-BP/MXene structure for detection of specific biological samples", Optical and Quantum Electronics, vol. 54, no.10, p. 612, 2022. [29] H. Xu, W. Leiming, D. Xiaoyu, G. Yanxia, and X. Yuanjiang, "An ultra-high sensitivity surface plasmon resonance sensor based on graphene-aluminum-graphene sandwich-like structure", Journal of Applied Physics, vol. 120, no. 5, 2016. [30] Q. Ouyang, S. Zeng, L. Jiang, L. Hong, G. Xu, X. Q. Dinh, J. Qian, S. He, J. Qu, P. Coquet, and K. T. Yong, "Sensitivity enhancement of transition metal dichalcogenides/silicon nanostructure-based surface plasmon resonance biosensor", Scientific reports, vol. 6, no. 1 p. 28190, 2016. [31] A. K. Mishra, and K. M. Satyendra, "Gas sensing in Kretschmann configuration utilizing bi-metallic layer of Rhodium-Silver in visible region", Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 237, pp. 969-973, 2016. [32] M. Wang, H. Yanyan, J. Shouzhen, Z. Chao, Y. Cheng, N. Tingyin, L. Xiaoyun, L. Chonghui, Z. Wenyuan, and M. Baoyuan, "Theoretical design of a surface plasmon resonance sensor with high sensitivity and high resolution based on graphene–WS 2 hybrid nanostructures and Au–Ag bimetallic film", RSC advances, vol. 7, no. 75, pp. 47177-47182, 2017. [33] X. Zhao, H. Tianye, S. P. Perry, W. Xu, H. Pan, P. Jianxing, W. Yiheng, and C. Zhuo, "Sensitivity enhancement in surface plasmon resonance biochemical sensor based on transition metal dichalcogenides/graphene heterostructure", Sensors, vol.18, no. 7, p. 2056, 2018. [34] ک.کهیایی، ع. پورمند، ف. عباسی، "تراشه ریزسیالاتی برای اندازهگیری گلوکوز با استفاده از تشخیص نوری با روش مادون قرمز نزدیک"، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 54، بهار 1403، صفحات 67-71. [35] ا. امینی، س.محمودی، "اندازهگیری میزان جذب نور با آنالیزکننده جذبی به روش نوری چند طولموجی"، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 50، 1399، صفحات 555-563. [36] S. Pal, A. Verma, J. P. Saini, and Y. K. Prajapati, "Sensitivity enhancement using silicon‐black phosphorus‐TDMC coated surface plasmon resonance biosensor", Iet Optoelectronics, vol. 13, no. 4, pp. 196-201, 2019. [37] J. B. Maurya, Y. K. Prajapati, V. Singh, J. P. Saini, and R. Tripathi, "Performance of graphene–MoS 2 based surface plasmon resonance sensor using silicon layer", Optical and Quantum Electronics, vol. 47, pp. 3599-3611, 2015. [38] B. Karki, J. Ankit, P. Amrindra, and V. Srivastava, "Sensitivity enhancement of refractive index-based surface plasmon resonance sensor for glucose detection," Optical and Quantum Electronics, vol. 54, no. 9, pp. 595, 2022. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 202 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 6 |
||