Нанофотоника



[Высокочувствительный датчик одиночных наночастиц с использованием резонатора на основе нанобалки в конфигурации щель–мост–щель]

Mohannad Al-Hmoud

Physics Department, College of Science, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University (IMSIU), P.O. Box 90950, Riyadh 11623, Saudi Arabia

Аннотация: В данной работе представлен одиночный датчик наночастиц на основе фотонно-кристаллического резонатора, сформированного в нанобалке, и имеющего конфигурацию “щель–мост–щель”. Чтобы исследовать возможности датчика для обнаружения одиночных частиц, резонансный сдвиг длины волны моды полости рассчитан с помощью теории возмущений и результатов моделирования профиля моды. Достигнут объем моды, равный $2.61\cdot10^{-3}(\lambda/n)^3$, что в $150$ раз меньше по сравнению с резонатором в обычной нанобалке. Мы демонстрируем обнаружение молекул стрептавидина с радиусом $\sim2.65$ nm с большим сдвигом резонансной длины волны ($25.4$ пм). Насколько нам известно, это представляет собой самый большой сдвиг длины волны, о котором когда-либо сообщалось в датчиках одиночных наночастиц. Предлагаемый датчик является многообещающим кандидатом для широкого круга сенсорных приложений и для фундаментальных исследований.

Ключевые слова: фотонно-кристаллический резонатор в нанобалке, резонатор сверхмалого объема моды, обнаружение одиночных наночастиц.

Поступила в редакцию: 18.04.2022
Исправленный вариант: 18.04.2022
Принята в печать: 26.04.2023

Язык публикации: английский