《基於多波長共振的表面等離激元感測的研究》是依託北京大學，由陳建軍擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於多波長共振的表面等離激元感測的研究
- 項目負責人：陳建軍
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超高靈敏度、超小尺寸的感測器件是目前集成光學感測領域的研究熱點之一。表面等離激元是局域在金屬表面的電磁波，具有亞波長束縛和巨大的局部場增強效應，因此被廣泛套用於生物化學感測技術中。目前基於表面等離激元的高靈敏度感測器件易受環境噪聲的干擾，從而影響了它們的測量精度和套用前景。本項目擬針對環境噪聲問題，重點瞄準如何利用金屬納米腔中的多波長共振及其耦合效應來實現對環境噪聲免疫的、高靈敏度的、高精度的感測測量，從而拓展表面等離激元感測器件在實際複雜環境中的套用範圍。這種超小的感測器件容易在晶片內集成，可為國民經濟中食品工業、醫學工程、材料工程、環境保護等領域提供高靈敏度的、高精度的微劑量檢測。研究內容包括：金屬表面上納米腔結構中多波導模式和多共振模式的產生及相互耦合機制的理論研究，金屬表面上納米腔結構的加工和製備，金屬納米腔的光學表征，對環境噪聲免疫的高靈敏度、高精度的感測測量。
結題摘要
超高靈敏度、超小尺寸的感測器件是目前集成光學感測領域的研究熱點之一。本項目針對高靈敏度表面等離激元碰到的環境噪聲問題，重點瞄準如何利用金屬納米腔中的多波長共振及其耦合效應來實現對環境噪聲免疫的、高靈敏度的、高精度的感測測量。主要研究內容包括：金屬膜上非對稱納米腔、缺陷納米腔和耦合納米腔等結構中多波長共振、耦合的物理機制及原理的研究；金屬非對稱納米腔、缺陷納米腔和耦合納米腔結構的設計和最佳化；金屬納米腔的加工製備，金屬納米腔結構的多波長共振光學表征；自參考感測測量，在實驗上實現微型化、低成本、高靈敏度、對環境噪聲免疫、易於集成的高精度感測器件。 在國家基金委面上項目的資助下，該項目嚴格按照申請書進行，在理論和實驗方面取得了一定的成果，已發表SCI論文24篇，影響因子大於6的論文11篇，6篇被選為期刊的正內封面文章，包括一篇包括1篇Advanced Materials (扉頁插圖)、1篇Laser & Photonics Reviews (內封面)、3篇Advanced Optical Materials (1篇正封面，1篇內封面)、3篇ACS Photonics、2篇Nanoscale (1篇為封底文章)、1篇Nanophotonics；本項目利用金屬光柵中表面等離激元產生的雙Fano共振在實驗上實現了超小的、高靈敏度的自參考感測器，能夠從實驗上監控並消除由於光強起伏以及局域溫度改變帶來的誤差。這些工作獲得了國內外同行的關注和認可，被Chemical Reviews, Advanced Optical Materials, Progress in Quantum Electronics等綜述文章正面引用報導。因為申請者在表面等離激元感測器件方面的貢獻，申請者最近受Advanced Optical Materials期刊邀請以第一作者身份發表一篇Plasmonic devices綜述文章(Plasmonic sensing and modulation based on Fano resonances)，被選為該期刊的正封面文章，並在該期刊的名人堂(Hall of Fame)重點報導。
