金属包覆微球单层作为可在透射和反射模式下工作的表面等离子体共振传感器
光学
2026-03-30 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
金属包覆微球单层（MCM）是一类等离子体晶体，由贵金属薄膜覆盖在自组装胶体微球阵列上构成。尽管其制备简便且等离子体响应可调，但其光学传感潜力此前很少被探索。本文提出银包覆聚苯乙烯球单层作为可在透射（T）和反射（R）读出模式下工作的表面等离子体共振（SPR）传感器。一个原创且关键的创新在于使用约200 nm的胶体颗粒，小于此前研究的MCM中的颗粒尺寸。这使我们能够揭示一种先前未被观测到的额外/次级增强光学透射（EOT）波段，该波段可用于传感，且灵敏度高于更为知名的主要透射波段。然而，反射配置的传感效率几乎是透射配置的一个数量级。我们还证明了吸附质在金属表面的位置对传感效率有显著影响。通过电场分布分析来解释这些结果。在两种读出模式下对11-MUA分子单层检测的概念验证实验，确认了FDTD模拟所观察到的行为。本文的结果可作为基于金属包覆胶体单层设计优化传感器的指导原则，以及更广泛地作为基于金属纳米结构薄膜的等离子体传感器的指导原则。
引用
@article{arxiv.2603.26241,
title = {Metal-coated microsphere monolayers as surface plasmon resonance sensors operating in both transmission and reflection modes},
author = {Cosmin Farcău},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.26241},
year = {2026}
}