石墨烯双层中面内相对扭转对表面等离子体共振传感的影响
光学
2022-12-20 v1
摘要
表面等离子体共振(SPR)通常通过激发金属(金/银)表面的表面等离子体极化激元来观测。为了将SPR现象用于传感应用，金属表面需用合适的配体进行功能化。尽管这种功能化可以增强传感器的特异性吸附能力，但由于配体厚度较大，金属表面的等离子体场对分析物的吸附变得不那么敏感。在下一代基于SPR的传感器中，石墨烯不仅可以作为等离子体材料，还可以通过π-π相互作用作为吸引分析物的合适配体。本文中，我们展示了使用单层石墨烯(MLG)、双层石墨烯(BLG)和面内扭转双层石墨烯(T-BLG)作为沉积在硒化锌基底上的等离子体材料来观测SPR现象的理论模拟研究。模拟了波长询问设置下的Kretschmann构型，并估算了石墨烯系统/水界面的SPR波长。进行了生物传感模拟，并获得了不同石墨烯系统的传感参数，即灵敏度、品质因数(FOM)和等离子体场。有趣的是，在面内相对扭转角接近魔角(即1°)的T-BLG系统中发现了优异的传感参数。这种增强是由于以魔角扭转的层之间的强耦合。本研究表明，单层、双层和扭转双层石墨烯可作为独立的层系统，不仅用于产生等离子体场，而且由于其与生物分析物固有的π-π相互作用而实现增强传感。
引用
@article{arxiv.2212.09582,
title = {Effect of relative in-plane twisting in graphene bilayer on sensing using surface plasmon resonance},
author = {Amrit Kumar and Manjuladevi V and R. K. Gupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.09582},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 10 figures, 2 tables