Investigation of dual-narrowband plasmonic perfect absorbers at visible frequencies for biosensing

Ilk plazmonik mükemmel soğurucu (MS) tanıtıldığından beri birçok çalışma terahertzden görülebilir frekanslara kadar çalışabilen bu malzemelerin üstün optik performanslarını göstermek üzere sunulmuştur. Bunlar arasında geniş bantta absopsiyon gösteren MSler, yüksek soğurma genişliklerinden dolayı enerji hasatı, güvenlik ve savunma alanındaki uygulamalarda sıklıkla kullanılmıştır. Son zamanlarda bilim insanları, yüksek kalite faktörüne sahip ince bant rezonanslarının işaretsiz biyo algılamadaki öneminden dolayı ince bant MS tasarımına yüksek ilgi göstermişlerdir. Ancak metallerin optik kayıplarından dolayı geniş bant mükemmel soğurucuların aksine ince-bantların elde edilmesi hassas ve belirli parametrelerin kontrolünü gerektirmektedir. Bu çalışmada metal-yalıtkan-nano metal yapılı bir ince bant plazmonik mükemmel soğurucusunu deneysel olarak üretip nümerik olarak optik performansını araştırdık. Önerilen sistemdeki mükemmel soğurmanın kökenini inceledik ve optik özellikleri etkileyen parametreleri belirledik. Hedeflenen plazmonik yapı tam soğurma verimi ile elektromanyetik spektrumun görülebilir ve yakın kızılötesi bölgesinde ikili rezonans frekansı oluşturmaktadır. Söz konusu soğurma rezonansının fiziksel kökeninin yayılan ve lokal yüzey plazmon rezonasının belirli frekanslarda uyarılması, bunun da belirli koşullar altında empedans eşleşmesi ve kritik eşleşmeye sebep olması olduğu gösterildi. Son olarak, MSnin algılama kapsitesi nanoyapının faklı kırma indekslerindeki resonansları ile analiz edildi, ve belirlenen hassasiyetin (500 nm/RIU) platformun biyo algılama ve spektroskopik uygulamalar için uygun olduğu gösterildi. Bu çalışma, görülebilir frekanslardaki mükemmel soğurma olayını detaylıca araştırmış, ve mükemmel soğurma alanında çalışanlar için güvenilir bir rehber olmuştur.