Optische Eigenschaften und Erfassungsleistung von Au/SiO2-Dreiecksanordnungen auf einer reflektierenden Au-Schicht

Highlights

1. 1.

   Die einheitliche MIM-Dreiecksstruktur mit verlängerten und scharfen Spitzen verspricht ein verbessertes lokales elektromagnetisches Feld und eine extrem schmalbandige Absorption.

2. 2.

   Die dichte Anordnung der MIM-Dreiecksstruktur verspricht die hohe Absorption.

3. 3.

   Die extrem schmale FWHM des Absorptionspeaks trägt zur hochleistungsfähigen Brechungsindexmessung der Struktur bei.

Hintergrund

Lokalisierte Oberflächenplasmonenresonanzen (LSPRs), die von metallischen Nanopartikel- und Nanostruktur-Arrays getragen werden, können Licht in sich selbst einfangen [1,2,3]. Insbesondere wenn sie klein sind oder scharfe Kanten aufweisen, treten in den nanoskaligen räumlichen Regionen extrem hohe lokale elektromagnetische Felder auf. Das Phänomen zieht die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich. Als Plasmonensensor [4], Breitbandabsorber [5, 6], oberflächenverstärkter Raman-Streuer (SERS) wurden verschiedene Strukturen mit gemusterten Monoschicht-Metallfilmen oder Metall/Dielektrikum/Metall-Mehrfachschichten vorgeschlagen, die eine hervorragende Leistung der Optik oder Elektronik zeigen. [7, 8], transparentes leitfähiges Metall [9, 10] und Polarisationswandler [11]. Häufig verwendete Lithographieverfahren [12], wie Elektronenstrahllithographie, fokussiertes Ionenstrahlätzen und Doppelstrahl-Interferenzlithographie, eignen sich jedoch nicht für die Herstellung großflächiger hochauflösender Musterarrays, insbesondere für Muster mit scharfen Spitzen für Hochleistungs- Feldverstärkungs- und Sensoranwendungen aufgrund ihrer hohen Kosten, geringer Leistung, geringer Lithographieauflösung oder geringer Flexibilität. Dank der Mikro-/Nanosphären-unterstützten Lithographie können leicht großflächige dreieckige, halbmondförmige, hexagonale sternförmige Musteranordnungen mit extrem scharfen Ecken erhalten werden [13,14,15,16,17,18,19], die können leicht in Sensorfeldern Anwendung finden [16,17,18,19]. Natürlich können einige ähnliche Muster, wie polygonale Nanoprismen und metallische Nanokugeln, auch durch ein chemisches Syntheseverfahren erhalten werden [20, 21] und es ist auch kostengünstig. Aber der Schärfegrad der erhaltenen Prismen ist nicht so gut wie der der Muster, die durch kugelunterstützte Lithographie erhalten werden. Die Mikrosphärenlithographie zeigt verschiedene Vorteile.

Die Brechungsindex-Erfassungsleistung wird anhand der Halbwertsbreite (FWHM) einer Resonanz, der Brechungsindex-Empfindlichkeiten (RIS) und der Gütezahl (FOM:RIS/FWHM) bewertet. Die übliche Methode besteht darin, eine Struktur mit kleinen Resonanzlinienbreiten und hohem RIS zu entwerfen, was zu großen FOMs führt. Vor kurzem hat das Team von Giuseppe Strangi erfolgreich einen hyperbolischen Metamaterial-Biosensor hergestellt, der aus abwechselnden Filmen von dünnem Al₂ . besteht O₃ und Goldschichten und erreicht RIS von 30.000 nm pro Brechungsindexeinheit (RIU) [22]. Die Gruppe Bin Ren hat die Resonanzlinienbreiten durch Modulieren des Materials, der Größe, der Morphologie der Nanostruktur und der ultraschmalen FWHM von Resonanzen bis hinunter zu 3 nm in Experimenten erhalten [23]. Die Leistung der Sensoren in Ref.-Nr. [22, 23] ist herausragend, aber die Nachteile sind die geringe Absorption enger Resonanzen und die komplizierte Herstellung. Die Erfassungsleistung von dreieckigen Oberflächenmustern ist aufgrund der scharfen Spitzen der Dreiecke normalerweise höher als bei anderen Arten derselben Struktur mit unterschiedlichen Morphologiemustern. In der Vergangenheit wählten Forscher hauptsächlich Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 500 nm oder kleiner, um dreieckige Musteranordnungen herzustellen, da kleine Metallpartikel normalerweise ein hohes lokales elektromagnetisches Feld bereitstellen [18, 19]. Die Extinktion oder Absorption dieser kleinen Metallpartikel liegt im sichtbaren Licht und im nahen Ultraviolett. Was die vorhandene Größenabweichung der Kugeln und die tatsächliche Lückendifferenz zwischen beliebigen benachbarten Kugeln betrifft, so weist die Größe jedes hergestellten Dreiecks eine große Abweichung auf, was zu einer Verbreiterung des FWHM des Extinktions-/Absorptionsspektrums führt [18, 19]. Inzwischen sind RIS und FOM im Allgemeinen kleiner als 500 nm/RIU bzw. 50, was ihre Anwendung bei der hochpräzisen Erkennung des Lösungsindex einschränkt.

Darüber hinaus legt die Forschung in der verschiedenen neueren Literatur nahe, dass es im Vergleich zu Verfahren zur Kontrolle elektromagnetischer Wellen in Monoschicht-Metallmuster-Bauelementen mehr Strategien gibt, elektromagnetische Wellen für MIM-Struktur-Array-Bauelemente einzufangen [24,25,26,27,28], wie z Lichtkopplung an eine Fabry-Perot-Kavität, diffraktive Kopplung in periodischen Arrays (Fano-Interferenz) und Kopplung an sich ausbreitende Oberflächenplasmonen. Monolayer-Metallplatten-Array-Geräte weisen Nachteile bei der Erfassungsleistung auf.

Um die oben aufgeführten Probleme zu überwinden, schlagen wir vor, eine größere Kugel zu verwenden, um die Größengleichmäßigkeit zu verbessern. Eine größere Kugel bedeutet auch einen längeren physikalischen Querschnitt von Dreiecken, was die Erfassungsleistung von Dreiecken verbessert. Unsere vorgeschlagene Struktur enthält drei Schichten:die oberste Au-Schicht und das mittlere SiO₂ Schichten sind überlappende Dreiecksmuster, während die untere Schicht ein Au-Reflexionsfilm ist, der unter Verwendung einer Mikrosphären-Array-Maske hergestellt werden kann. Wir untersuchen den Resonanzabsorptionsmechanismus der vorgeschlagenen Struktur, die Spaltgröße zwischen benachbarten Spitzen von Dreiecksmustern und die Dicke von SiO₂ Schicht und Au-Schicht Einfluss auf die Position und Amplitude des Absorptionspeaks. Schließlich werden Optimierungsstrukturparameter ausgewählt und die Sensoreigenschaften der Struktur berechnet. Die erhaltenen Ergebnisse von RIS und FOM sind 660 nm/RIU bzw. FOM 132, was viel besser ist als frühere Berichte.

Methoden

Die CST Microwave Studio-Software wird verwendet, um die elektromagnetische Feldverteilung und die Absorption der dreischichtigen Struktur zu berechnen. Das Schema der Metall/Dielektrikum/Metall(MIM)-Struktur ist in Abb. 1 gezeigt, die durch Mikro-/Nanosphären-Array-unterstützte Lithographie realisiert werden kann [13, 29, 30]. Abbildung 1a–c zeigen eine perspektivische Ansicht, Querschnittsansicht bzw. Draufsichtbilder des MIM-Struktur-Array-Sensors und des Strukturmodells mit Randbedingung der Elementarzelle in xoy Ebene (deutlich zu sehen in Abb. 1c) und offene Randbedingungen, die an der Modelldomänenkante entlang der z -axis ist so eingestellt, dass S-Parameter unter Verwendung von Frequenzbereichs-Solvern berechnet werden. Abbildung 1d ist eine Draufsicht auf das Strukturarray und die periodische Grenze in xoy ebene und offene Randbedingungen an der Modellkante entlang der z -axis sind so eingestellt, dass die elektromagnetische Feldverteilung unter Verwendung von Zeitbereichs-Solvern berechnet wird. Perfekt passende Layer werden außerhalb der offenen Grenze entlang der z . auferlegt -Achse. Bei allen Berechnungen wird eine adaptive Netzverfeinerung angewendet und die Lösungsgenauigkeit beträgt − 60 dB. Die ebene Welle mit Einfallsrichtung entlang der z -Achse und Polarisationsrichtung entlang der x -Achse (zur Berechnung des elektromagnetischen Feldes) eingestellt, deren Amplitude 1 V/M beträgt. Die optische Konstante von Materialien wird aus Lit. entnommen. [31]. Während der Simulation wird der Mitte-zu-Mitte-Abstand benachbarter Dreiecke auf 900 nm festgelegt, während die Lücke zwischen den Spitzen der benachbarten Dreiecke, die Dicke der mittleren dielektrischen Schicht und die der oberen metallischen Schicht angepasst werden. Absorptionsspektren und Spektralverschiebungen werden erhalten. Durch Variieren des Umgebungsbrechungsindex wird die Empfindlichkeit des Spektrals gegenüber äußeren Materialänderungen erhalten. Die Berechnungsergebnisse und die Analyse sind wie folgt.

Schema des MIM-Struktursensors. a Perspektivische Ansicht. b Querschnittsansicht. c , d Ansicht von oben

Ergebnisse und Diskussion

Optische Eigenschaften

Die Strukturparameter der MIM-Struktur werden systematisch variiert. Zuerst werden die obere Au-Schicht und die mittlere dielektrische Schicht auf 30 nm bzw. 30 nm eingestellt. Der untere Au-Film ist 100 nm groß und dick genug, um das gesamte Licht zu reflektieren. Die Übertragung T ist fast 0 [24]. Die Absorption A kann mit 1-R (R:Reflektivität des Modells) erhalten werden. Der Brechungsindex der Umgebung beträgt 1,34. Um zu wissen, wie sich die Lücke zwischen benachbarten Spitzen benachbarter Dreiecke auf den Absorptionspeak auswirkt, untersuchen wir zuerst die Beziehung zwischen dem Absorptionsspektrum und der Lücke zwischen benachbarten Spitzen. Die Ergebnisse sind in Abb. 2 dargestellt. Abb. 2a zeigt die Absorptionsspektren des MIM-Struktur-Arrays mit den Spaltgrößen 10 nm, 20 nm, 30 nm, 40 nm und 50 nm. Aus den Spektren sehen wir, dass der Spitzenabstand (zwischen 10~50 nm variierend) die Position und Amplitude der Hauptpeaks (bei ~ 900 nm) nicht beeinflusst, was auf eine Assoziation mit anderen Resonanzmoden hindeutet. Nach dem MIM-Struktur-Array mit einer Lückengröße von 30 nm wird ein MIM-Struktur-Array-Modell mit halbierendem Dreieck in jeder Einheit zur weiteren Analyse erstellt. Die kleinste Lückengröße zwischen benachbarten Dreiecken des Modells mit einer spärlichen Dreiecksanordnung ist größer als 500 nm, wenn keine Interaktion zwischen ihnen besteht. Wir berechnen den S-Parameter des Modells, dessen Absorptionsspektrum der Einschub von Abb. 2a ist. Die Position des Hauptpeaks ist mit der des MIM-Struktur-Arrays mit kleiner Lückengröße (variiert zwischen 10~50 nm) fast gleich, während die Absorption des Peaks stark abnimmt. Daraus kann geschlossen werden, dass die Bildung des Hauptpeaks hauptsächlich mit isolierten MIM-Einheiten zusammenhängt. Um den Grund für die Bildung des Hauptpeaks weiter zu bestätigen, modellieren, die Spaltgröße beibehalten (zwischen 10 und 50 nm variieren) und den unteren Au-Film durch SiO₂ . ersetzen Film, gebaut werden. Die Absorption der geänderten Modelle (Metall/Dielektrikum/Dielektrikum, MII) ist in Abb. 2b dargestellt. Die Peaks in der Nähe von 900 nm in Abb. 2a, b weisen fast dieselbe Position und FWHM auf, aber die Amplitude des letzteren ist weit geringer als die des ersteren. Es kann gefolgert werden, dass der Grund für die Bildung der Hauptpeaks in der MIM-Strukturanordnung den strukturierten oberen und mittleren Schichten zugeschrieben wird. Unterdessen spielt das reflektierende Au-Substrat mit MIM-Struktur eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Absorption. Für die MII-Struktur existieren LSPRs und Oberflächengitterresonanz (SLR) [28]. Die Peakposition von SLR liegt bei ~ 1000 nm, was das Ergebnis des LSP-Modus einer Au-Scheibe mit kohärenter Beugungskopplung im Vergleich zu anderen Au-Scheiben ist. Als die Dicke von SiO₂ zu dünn ist, wird SLR in MIM-Strukturen nicht beobachtet. Da die Polarisation die Absorptionsspektren von MIM-Struktur-Arrays geringfügig beeinflusst [32, 33], werden wir hier nicht darauf eingehen.

Das Absorptionsspektrum variiert mit den Lückengrößen zwischen benachbarten Spitzen von Dreiecken, die in der MIM-Strukturanordnung zunehmen (a ) und MII-Struktur-Array (b ). Der Einsatz in der oberen rechten Ecke von a ist das Absorptionsspektrum der isolierten MIM-Struktur. c –e Elektrisches Feld |E| Verteilung von xoz Flugzeug (y = 0 nm) von MIM-Struktur-Array-Modellen mit Lückengrößen von 20 nm, 30 nm bzw. 50 nm. f |E| Verteilung von xoz Flugzeug (y = 0 nm) des MII-Struktur-Array-Modells mit einer Lückengröße von 30 nm. g |H| Verteilung von xoz Flugzeug (y = 0 nm) des MIM-Struktur-Array-Modells mit einer Lückengröße von 30 nm. h |E| Verteilung von xoy Flugzeug (z = − 30 nm) des MIM-Struktur-Array-Modells mit einer Lückengröße von 30 nm

Um die Details zu analysieren, wird ein periodisches Modell mit Draufsicht wie in Abb. 1d gezeigt, das von einer linearen Polarisationslichtquelle (Wellenlänge 893,8 nm, das ist die Position des Hauptpeaks) beleuchtet, erstellt. Das elektrische Feld |E| ist in Abb. 2c–g angegeben. Abbildung 2c–e ist die elektrische Feldverteilung von xoz Flugzeug (y = 0 nm) mit einer Spaltgröße von 20 nm, 30 nm bzw. 50 nm. Das maximale |E| tritt zwischen den Lücken benachbarter Au-Dreiecke für die Bedingung einer Lückengröße von 10 nm und an den Spitzen der Au-Dreiecke für größere Lücken auf. Der Maximalwert variiert zwischen 54 und 61, was eine leichte Schwankung darstellt. Das elektrische Feld zwischen SiO₂ Schicht ist extrem niedrig. Es ist die gleiche Situation mit der des MII-Struktur-Arrays mit einer Lückengröße von 30 nm, die in Fig. 1f gezeigt ist. Das maximale Feld tritt auch an den Spitzen von Au-Dreiecken auf, etwa 48, was etwas kleiner ist als das des MIM-Struktur-Array-Modells mit gleichen Lückengrößen. Das elektrische Feld des SiO₂ Schicht ist nahe Null, während das Magnetfeld |H| wird verbessert, wie in Fig. 2g gezeigt. Die |H| kann durch Anpassen der Dicke des Abstandshalters und der Au-Dreiecke verbessert werden. Ein Vergleich mit früheren Forschungen zu MIM-Strukturabsorbern [32, 34] und unseren Ergebnissen kann gefolgert werden, dass, obwohl eine Kopplung zwischen benachbarten Au-Dreiecken bestehen kann, kleine Änderungen dieser Art von Dreiecken (mit sehr langen und scharfen Spitzen) nicht zu Bewegung des Hauptpeaks und Reduzierung des verstärkten lokalen Feldes. Die lokale Verstärkung des elektrischen Felds (~48-faches des einfallenden Felds) an den Spitzen isolierter Au-Dreiecke ist auf den Spitzengrößeneffekt oder den Leuchtstabeffekt zurückzuführen [33, 35], der zu einer Absorption von ~42% des Hauptpeaks von MII . führt Strukturmodelle bzw. Das große lokale elektrische Feld (> 54-faches des einfallenden Felds) und die hohe Absorption (> 90%) der Hauptpeaks sollten dem gleichzeitigen Leuchtstabeffekt von Au-Dreieckscheiben und der fundamentalen magnetischen Resonanzmode bei SiO_{2 . zugeschrieben werden} Abstandsschichten, die das MIM-Struktur-Array als Reaktion auf das einfallende Licht anregen, was zu einer ultraschmalen FWHM der Hauptpeaks mit hoher Absorption führt. Die FWHM seiner Hauptabsorptionspeaks ist deutlich kleiner als die der MIM-Struktur mit normalen Dreiecksscheiben [32], was der Sensorleistung zugutekommt. Die Abnahme der Absorption von MIM mit halbiertem Dreieck in jeder Einheit ist auf eine geringe Dichte von „Hot Spots“ zurückzuführen [36]. Darüber hinaus bietet das reflektierende Au auch eine zusätzliche Möglichkeit zur LSPR-Absorption zwischen Au-Scheiben. Somit ist die Feldverstärkung des Dreieck-MIM-Struktur-Arrays etwas höher als die des Monolayer-Dreieck-Arrays auf Si [37]. Schließlich das elektrische Feld von xoy Flugzeug (z = − 30 nm, die obere Oberfläche der oberen Au-Schicht) des MIM-Array-Modells ist in Abb. 2h angegeben. An allen Spitzen der Au-Dreiecke sind deutliche helle Flecken zu sehen. Es kann jedoch beobachtet werden, dass die Flecken in der Mittellinie lagen, die parallel zum x . verläuft -Achse (die polarisierte Beleuchtungsrichtung) eines Scheitelpunkts eines Dreiecks und ist heller. Das Phänomen stimmt mit den in Lit. [37, 38], was darauf hinweist, dass ein Teil des Hauptbeitrags des elektrischen Felds von der Komponente in der Ebene parallel zum einfallenden Licht stammt.

Da die Lücke zwischen benachbarten Dreiecken im Experiment existiert und eine genaue Kontrolle der Lückengröße (Genauigkeit ~ 15 nm, minimaler mittlerer Lückenwert 10 nm) durch mehrere Methoden möglich ist [29, 30], wählen wir die Lückengröße fest auf 30 nm in der folgenden Studie. Dann werden die Dicken des mittleren SiO₂ Schicht und obere Au-Schichten werden jeweils variiert. Wenn die Dicke von SiO₂ Schicht zunimmt, ändern sich Position und Amplitude der Absorptionspeaks schnell, was in Abb. 3a dargestellt ist. Wenn das SiO₂ Die Schicht ist dünn, es existiert nur eine LSPR-Absorption und die Absorption des Peaks bei ~ 900 nm ist gering. Mit zunehmender Dicke von SiO₂ Schicht tritt eine Rotverschiebung der Peaks auf und die Absorption erreicht 90%. Der Grund für die Rotverschiebung der Peaks liegt darin, dass die Dicke des SiO₂ Schicht zunimmt, nimmt der effektive Brechungsindex, der die Dreiecksanordnungen umgibt, zu, was zu einer Rotverschiebung der Plasmonenpeaks führt. Währenddessen bildet sich im SiO₂ . Magnetresonanz Schicht. Die elektrische Resonanz (von LSPRs) innerhalb der Au-Dreiecke in Kombination mit magnetischer Resonanz reagiert auf einfallendes Licht, was zu einer extrem hohen Absorption bei ~ 900 nm führt. Darüber hinaus versprechen die scharfen Spitzen der Dreiecke den schmalen FWHM von Peaks. Für den Dickenbereich des SiO₂ Schicht, 25~40 nm, ist die Absorption höher als 90 %, aber die FWHM des Peaks ist etwas kleiner, wenn der SiO₂ Dicke beträgt 25 nm. Dies liegt daran, dass eine intensivere Kopplung zwischen elektrischen und magnetischen Moden auftritt. Daher wählen wir 25 nm SiO₂ und weiterhin den Effekt der oberen Au-Schicht auf die optischen Eigenschaften des MIM-Struktursensors zu untersuchen. Die Beziehung ist in Abb. 3b dargestellt. Die Absorption ist gering, wenn die Dicke der Au-Dreiecke 10 nm beträgt. Wenn die Dicke zunimmt, wird die Peakposition rot verschoben und die Amplitude nimmt zu. Wenn die Dicke auf 30 nm ansteigt, erreicht die Amplitude 90 %. Mit der anhaltenden Zunahme der Dicke der oberen Au-Schicht ändert sich die Absorption nicht, während sich die FWHM verbreitert. Die FWHM variiert von 3,5 bis 6 nm. Dies sollte dem zunehmenden ohmschen Verlust mit zunehmender Dicke des oberen Au-Films zugeschrieben werden. Wir wählen die oberste Au-Schicht von 50 nm als geeigneten Parameter für den MIM-Sensor, und die FWHM des Peaks beträgt 5 nm. Der Grund für die Rotverschiebung ist, dass mit zunehmender Dicke der Au-Dreiecke die Anzahl der freien Elektronen, die an dem kollektiven Stoß beteiligt sind, zunimmt und der Verzögerungseffekt des elektromagnetischen Felds zunimmt; somit wird die für die gleiche Resonanzanregung erforderliche Energie reduziert [39]. Da viele freie Elektronen in Resonanz treten, steigt die Amplitude und die FWHM der Spitze ist extrem schmal. Die Peakposition hängt von der Schärfe und den geometrischen Abmessungen der Dreiecke ab, und die Anzahl der an den Spitzen der Dreiecke akkumulierten freien Elektronen ist groß, die für die Resonanzanregung erforderliche Energie ist klein und die Resonanzwellenlänge ist rotverschoben.

a Das Absorptionsspektrum variiert mit der Dicke von SiO₂ Schicht zunimmt. b Das Absorptionsspektrum variiert mit zunehmender Dicke der Au-Array-Schicht des oberen Dreiecks

Erkennungsleistung

In der obigen Studie sind wir zu optimierten Parametern der Spaltgröße zwischen benachbarten Spitzen der Dreiecksscheibe gekommen, Dicke von SiO₂ Spacer und obere Au-Scheibe, die 30 nm, 25 nm bzw. 50 nm groß sind. In diesem Teil werden die bereits optimierten Parameter festgelegt und das mit dem Brechungsindex der Umgebung variierende Absorptionsspektrum wird berechnet und in Abb. 4 dargestellt. Bei steigendem Brechungsindex der Umgebung ist eine schnelle Rotverschiebung von extrem schmalen, hohen Absorptionspeaks zu sehen . Die FWHM für jeden Peak beträgt etwa 5 nm. Wir berechnen RIS und FOM, die bei etwa 660 nm/RIU bzw. 132 liegen. Die Optimierungsergebnisse der Erfassungseigenschaften durch numerische Untersuchung der herkömmlichen Muster sind ausgezeichnet. Dank der geringen Größenabweichung kommerziell erhältlicher Mikrosphären, der ausgereiften Mikrosphären-Selbstorganisationstechnologie und auch der Methoden zur präzisen Kontrolle der Spaltgröße [29, 30] kann der vorgeschlagene MIM-Struktursensor praktische Anwendung bei der Erkennung von Lösungsindex- und Identifizierungslösungen finden.

Der Absorptionspeak variiert mit zunehmendem Brechungsindex der Umgebung (von 1,33 bis 1,36)

Schlussfolgerungen

Numerische Berechnungen werden durchgeführt, um die optischen Eigenschaften und die Erfassungsleistung des MIM-Struktursensors mit gemusterter Dreieckseinheit zu untersuchen. Das verstärkte lokale elektrische Feld und die gleichzeitig hohe Absorption werden dem starken Leuchtstabeffekt der Au-Dreieckscheiben, der plasmonischen Resonanzkopplung der elektrischen Resonanz zwischen den Au-Dreieckscheiben und der magnetischen Resonanz zugeschrieben, die im SiO₂ . wohnte Schicht und hochdichte angeordnete Dreiecks-MIM-Arrays. Die Wechselwirkung zwischen benachbarten Dreiecksscheiben unserer Struktur- und Parameterwirkung auf den Absorptionspeak ist vernachlässigbar. Die Dicken des SiO₂ Schicht und oberste Au-Schicht beeinflussen die Position und Amplitude von Peaks, die durch die Anpassung der elektrischen Dipole und magnetischen Dipole der MIM-Struktur an die Impedanz und die Zunahme der geometrischen Abmessungen von Dreiecken bei der Dicke von SiO₂ /Au-Dreieckschicht erhöht. Wenn die vorgeschlagene Struktur ihrer effektiven Impedanz gut entspricht, ist die Absorption extrem hoch (> 90%). Aufgrund der langen Spitzen von dreieckigen Au-Arrays ist die FWHM der Peaks sehr schmal, etwa 5 nm. Die erhaltenen RIS und FOM betragen etwa 660 nm/RIU bzw. 132 für den Brechungsindex der Umgebung von 1,33~ 1,36, was im Vergleich zu früheren Berichten ausgezeichnete Ergebnisse sind.

Abkürzungen

Al₂ O₃ :

Aluminiumoxid

FOM:

Verdienstzeichen

FWHM:

Volle Breite auf halbem Maximum

LSPR:

Lokalisierte Oberflächenplasmonenresonanz

MII:

Metall/Dielektrikum/Dielektrikum

MIM:

Metall/Dielektrikum/Metall

RIS:

Brechungsindexsensitivitäten

RIU:

Brechungsindexeinheit

SiO₂ :

Siliziumdioxid