利用纳米图案化铁磁体基于共振检测磁性纳米颗粒与微珠

基于铁磁体的磁阻器件生物传感一直由对粒子引起的器件静态磁构型变化的电学检测所主导。然而，利用场依赖的高频磁化动力学进行磁性粒子检测具有潜在优势。在此，我们展示了利用周期性图案化磁膜中的纳米受限铁磁共振，检测直径从6 nm到4 $\mu$m不等的吸附磁性颗粒。纳米图案化薄膜包含可作为小颗粒优先吸附位点的孔阵列。孔局域化颗粒协同作用，使图案层各种模式的共振频率发生偏移，偏移极性由各模式在纳米图案重复单元内的局域化决定。在很大覆盖范围内观察到相同的极性偏移，即使孔局域颗粒被准连续颗粒片覆盖时也是如此。然而对于大颗粒，优先吸附不再发生，导致共振偏移的极性与模式局域化无关。在连续层中也观察到类似偏移，其中对于小颗粒，该层基模的偏移通常比图案系统小约10倍，且由沿静态外加场方向超出颗粒的较弱场所诱发。这凸显了使受限模式相对于附近颗粒保持位置一致的重要性。