貴金屬納米顆粒電磁場仿真分析(已修改)
2025-06-28 14:51 本頁面
【正文】 貴金屬納米顆粒電磁場仿真分析 周偉 ? LSPR（ Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR）納米傳感器的傳感機(jī)理與 SPR（ Surface Plasmon Resonance, SPR）傳感器有一定的相似性， LSPR傳感器可以看作是 SPR傳感器的拓展和延續(xù)。 前者的表面等離子體共振發(fā)生在金屬納米顆粒局部 ，后者的共振發(fā)生在 連續(xù)金屬薄膜表面； 然而，發(fā)生在納米顆粒局部的共振表現(xiàn)出的光學(xué)特性與 SPR不同，在傳感領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力，因此得到了廣泛研究。貴金屬（如金、銀）納米粒子，在紫外－可見光區(qū)域表現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)響應(yīng)，有強(qiáng)吸收作用。 特性 SPR LSPR 無標(biāo)記檢測 可以 [78,80,89,100] 可以 [22,38,46,57] 距離影響 ~1000nm[79] ~30nm（尺寸可調(diào)） [31,32] 折射率靈敏度 2 106nm/RIU[77,79,81,97] 2 102nm/RIU[31,46] 模式 角位差 [94]，波長差，成像 消光 [22]，散射 [39, 57]，成像 [39, 57] 溫控要求 需要 不需要 化學(xué)識別 SPRRaman LSPRSERS 場移植 不可以 可以 商業(yè)應(yīng)用 開始 尚未 造價 $150,000$300,000 $5,000（多粒子）， $50,000（單粒子） 空間分辨率 ~10 10μm[95,101] 1個納米粒子 [39, 57,96] 非特定約束 最?。ㄈQ于表面化學(xué)成分和清洗）[77,97,98,100,102] 最小（取決于表面化學(xué)成分和清洗） [22] 實(shí)時測量 時間范圍 =101103s，平面擴(kuò)散 [77,80,98,99,103] 時間范圍 =101103s，幅射擴(kuò)散 [57] 多通道能力 可以 [93,104] 可以并有研發(fā)潛力 小分子靈敏性 好 [77] 更好 [31] 微流體兼容性 有 有研發(fā)潛力 影響 LSPR現(xiàn)象的因素 ? 納米顆粒的大小 ? 納米顆粒的形狀 ? 納米顆粒的材質(zhì)（金，銀，合金等） ? 顆粒表面的介質(zhì)環(huán)境 ? 多個顆粒之間的排列間距 ? 溫度的影響很小，可以認(rèn)為在某一溫度段內(nèi)忽略溫度的影響 電磁學(xué)仿真分析的數(shù)學(xué)方法 ? 最基本的理論模型：離散數(shù)學(xué)和電磁學(xué) ? 麥克斯韋方程組 具體仿真方法 ? 離
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