納米天線在生物檢測和波束控制中的應(yīng)用.pdf

1、光學(xué)天線作為一種典型的光學(xué)傳感器，在光頻段中有助于影響和調(diào)節(jié)光的輻射特性。到目前為止，光學(xué)天線的相關(guān)研究已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注，主要集中在超衍射極限成像、新型近場光學(xué)探針、太陽能的轉(zhuǎn)化效率、納米尺度內(nèi)光信息的傳播控制、納米光刻等多個領(lǐng)域。
　　生物傳感器是一種對生物物質(zhì)比較敏感并且可以將其轉(zhuǎn)化為電信號輸出的裝置，主要包含兩個部分：分子識別部分和轉(zhuǎn)換部分。這里的生物物質(zhì)包含組織、微生物、酶、抗體等等。傳感器的分子識別部分檢測到目標(biāo)分

2、析物和固定化生物材料之間的相互作用，然后轉(zhuǎn)換部分將其產(chǎn)生的物理化學(xué)、光學(xué)、壓電、熱、聲、磁等信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出。目前生物傳感器研究中的一個不斷發(fā)展的技術(shù)就是利用光學(xué)天線實現(xiàn)無標(biāo)記和實時分子識別。由于其具有免標(biāo)記、最小化的干擾和實時監(jiān)控等優(yōu)點，基于表面等離子體共振的納米天線生物檢測技術(shù)越來越受到科研工作者的關(guān)注。
　　本論文提出的納米天線采用經(jīng)典的金屬/介質(zhì)/金屬三明治結(jié)構(gòu)，通過干法或濕法刻蝕工藝形成寬度漸變的光柵。當(dāng)特定波長的光

3、束垂直入射到結(jié)構(gòu)的表面時，將會在金屬與介質(zhì)的交界面上產(chǎn)生強烈的表面等離子體共振，透射光譜也因此產(chǎn)生明顯的共振波峰。當(dāng)放置不同折射率的生物樣本在結(jié)構(gòu)表面時，透射光譜共振波峰的位置會發(fā)生相應(yīng)的平移，即可對不同折射率的生物樣本進(jìn)行檢測。更重要的是本論文將拓?fù)浣^緣體材料Bi2Se3引入三明治結(jié)構(gòu)的中間介質(zhì)層，通過化學(xué)方法改變Bi2Se3的存在狀態(tài)，使其從非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，折射率等光學(xué)性質(zhì)會發(fā)生改變，從而還能夠?qū)崿F(xiàn)波束的動態(tài)調(diào)諧。
　　本論