等离子体纳米天线的阵列可驱动荧光传感器技术开发

2017-11-07 来源:材料牛 我要评论(0) 字号:

研究人员设计和测试了一系列等离子体纳米天线阵列,可以驱动新一代超灵敏低成本荧光传感器的开发,并可用于监测水质。

纳米天线阵列的SEM图像和插图中阵列元素的放大视图

Bristol大学和Bedfordshire大学的研究人员与跨国公司ABB合作,设计和测试了一系列等离子体纳米天线阵列,可以驱动新一代超灵敏和低成本荧光传感器的开发,并可用于监测水质。

Neciah Dorh博士在布里斯托大学博士期间设计和测试的阵列是由商业合作伙伴开尔文纳米技术,使用电子束光刻制造的铝纳米棒所制成的。可将50nm宽和158nm长的纳米棒设计为,共振增强水中的柴油或色氨酸之间的一系列污染物荧光发射。

在Applied Optics发表的这项研究显示,染料测量的荧光发射量增加了6倍。研究还表明,通过正确设计阵列元件间距,可以获得强定向荧光发射,从而可设计出高度集成的多波长传感器。

这项工作是在Martin Cryan教授的研究小组进行的,该研究组是电子工程系光子学研究组的一部分。该项目是与Bristol物理学院的Andrei Sarua博士和Bedfordshire大学的Tahmina Ajmal博士合作的,他曾在Bristol的Aquatest项目工作。他们一起开发了一个低成本,LED基的传感器系统,他们计划进一步研究使其成为水质监测的手持式现场可部署系统。

Bristol大学电气工程系应用电磁学和光子学教授Martin Cryan在文中的合作者说:“纳米天线阵列可以通过低成本生产技术如纳米压印光刻,可以显著提升灵敏度,从而可以在实地进行实验室质量测量,这样可以部署远程无线传感器网络,以便提前预警污染或连续监测敏感环境中的水质。

Dorh博士现在是Bristol大学QTEC计划的研究员,共同创立了一家初创的FluoretiQ,开发了量子增强型荧光传感器,可以在几天甚至分钟内识别细菌。Cryan教授的小组正在开发能够将纳米天线与量子增强型传感器相结合的系统,以进一步提高灵敏度。

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