基于Au-ITO納米復(fù)合材料SPR自參照傳感器傳感特性的研究.pdf

1、表面等離子體共振傳感器因其具有靈敏度高，檢測(cè)精度高、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、無(wú)需標(biāo)記和對(duì)待測(cè)物無(wú)損傷的特點(diǎn)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的SPR傳感器的金屬層一般采用貴金屬，如金、銀，傳感器的反射光譜只有一個(gè)共振峰。同時(shí)由于半導(dǎo)體氧化物氧化銦錫(ITO)的介電常數(shù)也是復(fù)數(shù)的特點(diǎn)，廣大研究者開(kāi)始研究能否采用氧化銦錫能代替貴金屬產(chǎn)生表面等離子體，因而如何利用氧化銦錫激發(fā)表面等離子體共振成為了研究的熱點(diǎn)。本文采用金和氧化銦錫的納米復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料，設(shè)

2、計(jì)了一種自參照SPR傳感器結(jié)構(gòu)，采用Matlab軟件和Comsol軟件對(duì)傳感器的傳感特性進(jìn)行了深入的研究，為新一代表面等離子共振傳感器提供了一定的理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)思路。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容為：
　　首先，介紹了在表面等離子體傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了表面等離子體共振傳感器的理論依據(jù)、薄膜理論和傳輸矩陣法，傳感器的結(jié)構(gòu)，調(diào)制方式，激發(fā)方式，傳感器性能的主要指標(biāo)，闡述了數(shù)值仿真的計(jì)算方法——有限元法。
　　其次，分析了棱鏡

3、材料，Au和Au/ITO納米復(fù)合材料對(duì)偏振光與表面等離子體之間波矢匹配的影響。具體分析了基于Au/ITO納米復(fù)合材料SPR自參照傳感器系統(tǒng)中入射角、納米材料層厚度、待測(cè)介質(zhì)折射率、摻雜比對(duì)傳感器性能指標(biāo)的影響，并對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)之后的表面等離子體共振傳感器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。
　　最后，分析了溫度和濃度對(duì)折射率的影響，利用基于Au/ITO納米復(fù)合材料SPR自參照傳感器系統(tǒng)對(duì)乙二醇溶液折射率變化進(jìn)行檢測(cè)，擬合共振峰1處