بررسی نظری پاسخ حسگر زیستی نانوذرات طلا و نقره بر پایه تشدید پلاسمون سطحی
محورهای موضوعی : شیمی تجزیهنسیم رضازاده تلوکلائی 1 , طیبه قدس الهی 2
1 - کارشناس ارشد فیزیک حالت جامد، گروه فیزیک، واحد علوم تحقیقات مازندران، دانشگاه آزاد اسلامی، مازندران، ایران
2 - استادیار نانوتکنولوژی، پژوهشکده فیزیک، پژوهشگاه دانش‌های بنیادی، تهران، ایران و شرکت نانو مبنا ایرانیان، تهران، ایران
کلید واژه: تشدید پلاسمون سطحی, نظریه مای, نانوذرات فلزات طلا و نقره, تفاضل متناهی حوزه زمان,
چکیده مقاله :
در این پژوهش تاثیر اندازه نانوذرات طلا، نقره و محیط دی الکتریک اطراف نانوذره، بر طول موج و شدت تشدید پلاسمون سطحی (SPR) با استفاده از نظریه‌ی مای و نرم افزار FDTD مورد بررسی قرار گرفته است. در طیف محاسباتی، قله جذبی در حدود 500 و 400 نانومتر به ترتیب برای نانو ذرات طلا و نقره ظاهر می‌شود. با افزایش اندازه نانوذرات طلا و نقره جابه‌جایی قرمز برای قله جذبی تشدید پلاسمون سطحی مشاهده می‌شود. هم چنین با افزایش ضریب شکست محیط اطراف نانوذره، قله جذبی به سمت طول موج‌های بلندتر جابه جا شده و یک وابستگی خطی بین ضریب شکست محیط نانوذرات و جابه‌جایی قله تشدید پلاسمون سطحی مشاهده می‌شود. شیب این بستگی خطی برای نانوذرات 20 نانومتری بیشینه است. حساسیت قله پلاسمونی به تغییر اندازه و محیط دی الکتریک برای نانو ذرات نقره بیشتر از نانو ذرات طلا است. نتیجه‌های این محاسبات با نتیجه‌های تجربی همخوانی خوبی دارد.
[1] Jain, P.K.; El-Sayed, M. A.; Chemical Physics Letters, 487, 153-164, 2010.
[2] Baset, S.; Akbari, H.; Shafie, M.; Digest
Journal of Nanomaterials and Biostructures, 6(2), 709-716, 2011.
[3] Lee, K.S.; El-Sayed, M.A.; J. Phys. Chem. B, 19220-19225, 2006.
[4] Ringe, E.; McMahon, J.M.; Sohn, K.;
Cobley, C.; Xia, Y.; Huang, J.; Schatz, G.C.; Marks, L.D.; Van Duyne, R.P.; J. Phys. Chem, 114, 12511-12516, 2010.
[5] Canovi, M.; et al; Sensors, 16420-16432, 2012.
[6] Homola, J.; Chem. Rev, 108, 462-493, 2008.
[7] Raza, S.; Nanophotonics, 131-138, 2013.
[8] Noguez, C.; J. Phys. Chem, 111, 3806-3819, 2007.
[9] Su, K.H.; Wei, Q.H.; zhang, X.; Nano letters, 3, 1087-1090, 2003.
[10] Haes, A.J.; Zou, S.; Zho, J.; Schatz, G.C.; Van Duyne, R.P.; J. Am. Chem. Soc, 128, 10905-1091, 2006.
[11] Guang, Li.; Xian, Li ; Meng, Y.; Chen, M.M.; Long-Cong, C.; Xing-Liang, X.; 1424-8220, 2013.
[12] Ghodselahi, T.; Vesaghi, M.A.; Shafiekhani, A.; J. Phys. D: Appl. Phys. 42, 1-6, 2009.
[13] Lance-Kelly, K.; Coronado, E.; Zhao, L.; Schatz, G.C.; J. Phys. Chem. B, 107, 668-677, 2003.
[14] S. Zhu, Zhou, W.; Journal of Nanomaterials, 562035, 2010.
[15] K.S. Kunz, R. Luebbers, “The finite difference time domain method for electromagnetic”,
CRC Press, Boca Raton London New York, Washington, D.C, 1993.
[16] Hao, F.; Nordlander, P.; Chemical Physics Letters, 446, 115-118, 2007.
[17] Vial A.; Laroche, T.; J. Phys. D: Appl. Phys, 40, 7152-7158, 2007.
[19] Endo, T.; Takizawa, H.; Imai, Y.; Yanagida, Y.; Hatsuzawa, T.; Applied surface science, 257, 2560-2566, 2011.
[20] Luebbers, R.; Kunz, K.S.; IEEE Trans. Electomagnitic Compat., EMC, 32, 222-227, 1990.