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首页> 外文期刊>Optical and quantum electronics >Highly sensitive SPR PCF biosensors based on Ag/TiN and Ag/ZrN configurations
【24h】

Highly sensitive SPR PCF biosensors based on Ag/TiN and Ag/ZrN configurations

机译：基于Ag / TiN和Ag / ZrN配置的高灵敏SPR PCF生物传感器

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We numerically present and analyze a surface plasmon resonance (SPR) bimetallic photonic crystal fiber (PCF) biosensor using full vectorial finite element method. The bimetallic configuration is based on Silver and (TiN or ZrN) as alternative plasmonic materials. The reported design relies on PCF with an external channel to house the analyte. The inner surface of the channel is coated by a silver layer followed by TiN or ZrN to protect the silver layer from oxidation. The proposed biosensor can be implemented to detect the unknown analytes, organic chemicals, biological analytes, and biomolecules via the sensitive resonant peaks to the analyte refractive index variations for both polarized modes with high linearity. In this study, a comparison is made between the Ag/TiN configuration and the Ag/ZrN counterpart in terms of sensitivity, losses, and linearity. The geometrical parameters are optimized to achieve high refractive index sensitivities of 7000nm/RIU for quasi-transverse electric (TE) mode and 6900nm/RIU for quasi-transverse magnetic (TM) mode, respectively for the Ag/TiN configuration. However, the quasi TE and quasi TM modes achieve high sensitivity of 5300 and 5400nm/RIU, respectively using the Ag/ZrN configuration. The standard PCF fabrication technologies can be used to fabricate the proposed SPR PCF biosensors.
机译：我们使用全矢量有限元方法对当前的表面等离子体共振（SPR）双金属光子晶体光纤（PCF）生物传感器进行了数值分析。双金属配置基于银和（TiN或ZrN）作为替代的等离子体材料。报告的设计依赖于PCF，该PCF具有外部通道来容纳分析物。通道的内表面涂有一层银，然后是TiN或ZrN，以保护银层免于氧化。所提出的生物传感器可以被实现为通过对两个偏振模式具有高线性的分析物折射率变化的敏感共振峰来检测未知分析物，有机化学物，生物分析物和生物分子。在这项研究中，在灵敏度，损耗和线性方面比较了Ag / TiN配置和Ag / ZrN对应结构。对几何参数进行了优化，分别对于Ag / TiN配置而言，对于准横向电（TE）模式实现了7000nm / RIU的高折射率灵敏度，对于准横向电磁（TM）模式实现了6900nm / RIU的高折射率灵敏度。但是，准TE模式和准TM模式分别使用Ag / ZrN配置实现了5300和5400nm / RIU的高灵敏度。标准PCF制造技术可用于制造建议的SPR PCF生物传感器。

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