基于Au-ITO納米復合材料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。同時由于半導體氧化物氧化銦錫(ITO)的介電常數也是復數的特點，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合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料，設

2、計了一種自參照SPR傳感器結構，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和設計思路。
　　本文主要的研究內容為：
　　首先，介紹了在表面等離子體傳感器的發(fā)展現狀，研究了表面等離子體共振傳感器的理論依據、薄膜理論和傳輸矩陣法，傳感器的結構，調制方式，激發(fā)方式，傳感器性能的主要指標，闡述了數值仿真的計算方法——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、待測介質折射率、摻雜比對傳感器性能指標的影響，并對結構參數進行了優(yōu)化，對之后的表面等離子體共振傳感器的設計和應用具有指導意義。
　　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