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【2h】

Fabrication of Infrared-Compatible Nanofluidic Devices for Plasmon-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy

机译：用于载体增强红外吸收光谱的红外相容纳米流体装置的制造

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摘要

Nanofluidic devices have offered us fascinating analytical platforms for chemical and bioanalysis by exploiting unique properties of liquids and molecules confined in nanospaces. The increasing interests in nanofluidic analytical devices have triggered the development of new robust and sensitive detection techniques, especially label-free ones. IR absorption spectroscopy is one of the most powerful biochemical analysis methods for identification and quantitative measurement of chemical species in the label-free and non-invasive fashion. However, the low sensitivity and the difficulties in fabrication of IR-compatible nanofluidic devices are major obstacles that restrict the applications of IR spectroscopy in nanofluidics. Here, we realized the bonding of CaF2 and SiO2 at room temperature and demonstrated an IR-compatible nanofluidic device that allowed the IR spectroscopy in a wide range of mid-IR regime. We also performed the integration of metal-insulator-metal perfect absorber metamaterials into nanofluidic devices for plasmon-enhanced infrared absorption spectroscopy with ultrahigh sensitivity. This study also shows a proof-of-concept of the multi-band absorber by combining different types of nanostructures. The results indicate the potential of implementing metamaterials in tracking several characteristic molecular vibrational modes simultaneously, making it possible to identify molecular species in mixture or complex biological entities.
机译：纳米流体装置通过利用纳米空间内限制的独特性质，提供了美国迷人的分析平台，用于化学和生物分析。纳米流体分析装置的越来越多的利益引发了新的鲁棒和敏感的检测技术，尤其是无标签的敏感性。 IR吸收光谱是用于在无侵入性时尚的标记和非侵入方式中鉴定和定量测量化学品种的最强大的生化分析方法之一。然而，使用IR相容的纳米流体装置的低灵敏度和困难是限制纳米流体中红外光谱的主要障碍。这里，我们实现了CaF2和SiO 2在室温下的键合，并证明了一种IR相容的纳米流体装置，其允许IR光谱在各种中红外政权中。我们还通过超高敏感性地对纳米流体装置进行了金属绝缘体 - 金属完美吸收体超材料的整合到纳米流体装置中。该研究还通过组合不同类型的纳米结构来显示多带吸收器的概念概念。结果表明，在同时跟踪几种特征分子振动模式时实施超材料的可能性，使得可以在混合物或复杂的生物实体中识别分子种类。

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