Příprava a charakterizace plasmonických nanostruktur

Abstract

Lokalizované povrchové plasmony a povrchové plasmony jsou fyzikální jevy vhodné pro využití pro biosenzoriku. Metody využívající koloidní litografie jsou jednoduché metody s nimiž jsme schopni vytvorit velké plochy plasmonických nanostruktur s dostatecnou stabilitou a plasmonickou odezvou pro tyto aplikace. Experimentálne jsme otestovali metody litografie koloidní masky, inverzní koloidní masky, masky s dírami a litografie pomocí AFM masky a diskutovali relevantní parametry duležité pro úspešné dokoncení struktur vhodných pro biosenzoriku. Byl navrhnut design senzoru na oxid uhelnatý využívající struktury nanodisku pripravených pomocí litografie koloidní masky a zmeny Q-pásu v absorpcním spektru myoglobinu. Numerický model systému dohromady s namerenými daty proteinu prokázal, že zmena v absorpci Q-pásu není dostatecná aby byla spolehlive detekovatelná, navzdory vysoké senzitivite senzoru. Struktura se senzitivitou okolo 360 nm/RIU a limitem detekce zmeny indexu lomu 7 · 10−5 RIU je však vhodnou platformou pro další aplikace v biosenzorice.

Localised plasmon resonance and plasmon resonance are interesting phenomena possible to utilize for purpose of biosensing. Colloidal mask lithography techniques are convenient methods for creation of large areas of plasmonic nanostructures with sufficient stability and suitable plasmonic response for the biosensing applications. We have experimentally tested the methods of colloid mask, inverse colloid mask, hole-mask and AFM mask lithography. And we discuss the relevant parameters and procedural steps necessary to obtain biosensing suitable structure. Design of carbon monoxide sensor utilizing the nanodisc structure made by colloid lithography and change in myoglobin Q-band absorption spectra is proposed. The numerical model of the system together with protein measurements show that the change in the proteins Qband is not sufficient to be reliably detected, despite the structures high sensitivity. The structures with sensitivity around 360 nm/RIU with limit of detection n = 7 · 10−5 RIU are nevertheless suitable platform for other aplications in biosensing.