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等離子體納米天線的陣列可驅動熒光傳感器技術開發

研究人員設計和測試了一系列等離子體納米天線陣列,可以驅動新一代超靈敏低成本熒光傳感器的開發,并可用于監測水質。

等離子體納米天線的陣列可驅動熒光傳感器技術開發

【圖注】納米天線陣列的SEM圖像和插圖中陣列元素的放大視圖。

Bristol大學和Bedfordshire大學的研究人員與跨國公司ABB合作,設計和測試了一系列等離子體納米天線陣列,可以驅動新一代超靈敏和低成本熒光傳感器的開發,并可用于監測水質。

Neciah Dorh博士在布里斯托大學博士期間設計和測試的陣列是由商業合作伙伴開爾文納米技術,使用電子束光刻制造的鋁納米棒所制成的。可將50nm寬和158nm長的納米棒設計為,共振增強水中的柴油或色氨酸之間的一系列污染物熒光發射。

在Applied Optics發表的這項研究顯示,染料測量的熒光發射量增加了6倍。研究還表明,通過正確設計陣列元件間距,可以獲得強定向熒光發射,從而可設計出高度集成的多波長傳感器。

這項工作是在Martin Cryan教授的研究小組進行的,該研究組是電子工程系光子學研究組的一部分。該項目是與Bristol物理學院的Andrei Sarua博士和Bedfordshire大學的Tahmina Ajmal博士合作的,他曾在Bristol的Aquatest項目工作。他們一起開發了一個低成本,LED基的傳感器系統,他們計劃進一步研究使其成為水質監測的手持式現場可部署系統。

Bristol大學電氣工程系應用電磁學和光子學教授Martin Cryan在文中的合作者說:“納米天線陣列可以通過低成本生產技術如納米壓印光刻,可以顯著提升靈敏度,從而可以在實地進行實驗室質量測量,這樣可以部署遠程無線傳感器網絡,以便提前預警污染或連續監測敏感環境中的水質。

Dorh博士現在是Bristol大學QTEC計劃的研究員,共同創立了一家初創的FluoretiQ,開發了量子增強型熒光傳感器,可以在幾天甚至分鐘內識別細菌。Cryan教授的小組正在開發能夠將納米天線與量子增強型傳感器相結合的系統,以進一步提高靈敏度。

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