بررسی نظری پاسخ حسگر زیستی نانوذرات طلا و نقره بر پایه تشدید پلاسمون سطحی

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 3، دوره 8، شماره 2، شهریور 1393، صفحه 21-26   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

نسیم رضازاده تلوکلائی^{* 1}؛ طیبه قدس الهی²

¹کارشناس ارشد فیزیک حالت جامد، گروه فیزیک، واحد علوم تحقیقات مازندران، دانشگاه آزاد اسلامی، مازندران، ایران

²استادیار نانوتکنولوژی، پژوهشکده فیزیک، پژوهشگاه دانش‌های بنیادی، تهران، ایران و شرکت نانو مبنا ایرانیان، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش تاثیر اندازه نانوذرات طلا، نقره و محیط دی الکتریک اطراف نانوذره، بر طول موج و شدت تشدید پلاسمون سطحی (SPR) با استفاده از نظریه‌ی مای و نرم افزار FDTD مورد بررسی قرار گرفته است. در طیف محاسباتی، قله جذبی در حدود 500 و 400 نانومتر به ترتیب برای نانو ذرات طلا و نقره ظاهر می‌شود. با افزایش اندازه نانوذرات طلا و نقره جابه‌جایی قرمز برای قله جذبی تشدید پلاسمون سطحی مشاهده می‌شود. هم‌ چنین با افزایش ضریب شکست محیط اطراف نانوذره، قله جذبی به سمت طول موج‌های بلندتر جابه جا شده و یک وابستگی خطی بین ضریب شکست محیط نانوذرات و جابه‌جایی قله تشدید پلاسمون سطحی مشاهده می‌شود. شیب این بستگی خطی برای نانوذرات 20 نانومتری بیشینه است. حساسیت قله پلاسمونی به تغییر اندازه و محیط دی الکتریک برای نانو ذرات نقره بیشتر از نانو ذرات طلا است. نتیجه‌های این محاسبات با نتیجه‌های تجربی همخوانی خوبی دارد.

کلیدواژه‌ها

تشدید پلاسمون سطحی؛ نظریه مای؛ نانوذرات فلزات طلا و نقره؛ تفاضل متناهی حوزه زمان

مراجع

[1] Jain, P.K.; El-Sayed, M. A.; Chemical Physics Letters, 487, 153-164, 2010.
[2] Baset, S.; Akbari, H.; Shafie, M.; Digest
Journal of Nanomaterials and Biostructures, 6(2), 709-716, 2011.
[3] Lee, K.S.; El-Sayed, M.A.; J. Phys. Chem. B, 19220-19225, 2006.
[4] Ringe, E.; McMahon, J.M.; Sohn, K.;
Cobley, C.; Xia, Y.; Huang, J.; Schatz, G.C.; Marks, L.D.; Van Duyne, R.P.; J. Phys. Chem, 114, 12511-12516, 2010.
[5] Canovi, M.; et al; Sensors, 16420-16432, 2012.
[6] Homola, J.; Chem. Rev, 108, 462-493, 2008.
[7] Raza, S.; Nanophotonics, 131-138, 2013.
[8] Noguez, C.; J. Phys. Chem, 111, 3806-3819, 2007.
[9] Su, K.H.; Wei, Q.H.; zhang, X.; Nano letters, 3, 1087-1090, 2003.
[10] Haes, A.J.; Zou, S.; Zho, J.; Schatz, G.C.; Van Duyne, R.P.; J. Am. Chem. Soc, 128, 10905-1091, 2006.
[11] Guang, Li.; Xian, Li ; Meng, Y.; Chen, M.M.; Long-Cong, C.; Xing-Liang, X.; 1424-8220, 2013.
[12] Ghodselahi, T.; Vesaghi, M.A.; Shafiekhani, A.; J. Phys. D: Appl. Phys. 42, 1-6, 2009.
[13] Lance-Kelly, K.; Coronado, E.; Zhao, L.; Schatz, G.C.; J. Phys. Chem. B, 107, 668-677, 2003.
[14] S. Zhu, Zhou, W.; Journal of Nanomaterials, 562035, 2010.
[15] K.S. Kunz, R. Luebbers, “The finite difference time domain method for electromagnetic”,
CRC Press, Boca Raton London New York, Washington, D.C, 1993.
[16] Hao, F.; Nordlander, P.; Chemical Physics Letters, 446, 115-118, 2007.
[17] Vial A.; Laroche, T.; J. Phys. D: Appl. Phys, 40, 7152-7158, 2007.
[19] Endo, T.; Takizawa, H.; Imai, Y.; Yanagida, Y.; Hatsuzawa, T.; Applied surface science, 257, 2560-2566, 2011.
[20] Luebbers, R.; Kunz, K.S.; IEEE Trans. Electomagnitic Compat., EMC, 32, 222-227, 1990.