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，檢測精度高、實時監(jiān)測、無需標記和對待測物無損傷的特點受到了越來越多的關(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共振峰。同時由于半導(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，廣大研究者開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。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、計了一種自參照SPR傳感器結(jié)構(gòu)，采用Matlab軟件和Comsol軟件對傳感器的傳感特性進行了深入的研究，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)計思路。
　　本文主要的研究內(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，闡述了數(shù)值仿真的計算方法——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、待測介質(zhì)折射率、摻雜比對傳感器性能指標的影響，并對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化，對之后的表面等離子體共振傳感器的設(shè)計和應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。
　　最后，分析了溫度和濃度對折射率的影響，利用基于Au/ITO納米復(fù)合材料SPR自參照傳感器系統(tǒng)對乙二醇溶液折射率變化進行檢測，擬合共振峰1處