افزايش حساسيت در حسگر تشديد پلاسمون سطحي با استفاده از گرافن

Sensitivity enhancement of a surface plasmon resonance sensor using graphene layers

گرافن داراي ويژگي هاي نوري و الكتريكي قابل توجهي است و براي افزايش جذب مولكول هاي زيستي و بهبود حساسيت حسگر اپتيكي استفاده مي شود. در اين مقاله اثر لايه هاي گرافن بر روي حساسيت حسگر تشديد پلاسمون سطحي به صورت تئوري بررسي مي شود. حساسيت حسگر تشديد پلاسمون سطحي با حضور دو فلز مختلف ( طلا و نقره) به صورت عددي محاسبه مي شود. براي بهبود حساسيت حسگر ضخامت لايه ي فلز و تعداد لايه هاي گرافن بهينه مي شوند. حساسيت تعيين شده در اين مقاله نسبت به كارهاي قبلي افزايش يافته است. به علاوه نتايج محاسبات نشان داده اند حساسيت حسگر تشديد پلاسمون سطحي با لايه ي طلا بيشتر از لايه ي نقره است. همچنين براي يك ضخامت بهينه از فلز حساسيت بيشينه و سپس با افزايش تعداد لايه هاي گرافن كاهش را نشان مي دهد.

Optical and electrical properties of graphene are significant and it is used to enhance the adsorption of biomolecules and to improve the sensitivity of an optical biosensor. In this paper, the effect of graphene layers on the sensitivity of a surface plasmon resonance (SPR) is investigated, theoretically. The sensitivity of the SPR sensor with two different metals (gold and silver) is obtained numerically. The thicknesses of the metal layer along with the number of graphene layers have been optimized to achieve the best performance of the sensor in terms of its sensitivity. The obtained sensitivity is higher than those reported in the literature. Furthermore, it is found that the sensitivity in the presence of a gold film is higher than a silver film. Also for an optimum thickness of the metal the sensitivity shows a maximum and then decreases with increasing the number of graphene layers.