杂化等离子体边界态进入 zeptomolar 生物探测灵敏度范围
光学
2024-04-25 v1 材料科学
摘要
光学边界态在连续谱中是一种特殊的局域化状态，因不受远场辐射和固有吸收影响，具有无限的模式寿命和 Q 因子。目前，这类边界态在介电结构中得到广泛研究，而在损耗介质中，即等离子体纳米结构的应用仍面临挑战。本文表明，在由银填充二合体构成的二维系统中，一种杂化边界态（BIC）状态的出现。该杂化 BIC 的发生与裸模式的光谱和空间重叠程度密切相关，尤其取决于等离子体场的强度。通过调节杂化等离子体/光子成分的比例，我们选取了一种理想的耦合 regime，使得该模式既具有高 Q 因子，又在纳米间隙中实现强近场场增强，从而导致极小的模体积。我们展示了该光学结构可用于一种面向 TAR DNA结合蛋白43（TAR DNA-binding protein 43）的探测实验，检测灵敏度优于当前无标签生物传感平台，达到 zeptomolar浓度范围。
引用
@article{arxiv.2404.15849,
title = {Hybrid plasmonic Bound State in the Continuum entering the zeptomolar biodetection range},
author = {Elena Clabassi and Gianluca Balestra and Giulia Siciliano and Laura Polimeno and Iolena Tarantini and Elisabetta Primiceri and David Maria Tobaldi and Massimo Cuscunà and Fabio Quaranta and Adriana Passaseo and Alberto Rainer and Silvia Romano and Gianluigi Zito and Giuseppe Gigli and Vittorianna Tasco and Marco Esposito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.15849},
year = {2024}
}