Generación direccional selectiva de plasmones superficiales mediante acoplamiento en redes de difracción 2D: aplicaciones en biomedicina

Abstract

Se ha diseñado y optimizado un sensor compuesto por una red de difracción 2D microscópica formada por un sustrato de oro y una capa dentada de germanio. Esto supone una alternativa a los sensores clásicos basados en sistemas totalmente plasmónicos, con el fin de atenuar los efectos térmicos no deseados sobre la muestra. El mecanismo de sensado se basa en la generación de plasmones superficiales propagantes al incidir con radiación infrarroja cercana. Los parámetros geométricos de la red han sido escogidos para optimizar la detección de estos plasmones ya que, dado el perfil de reflexión de la red, pueden determinarse cambios en el índice de refracción del medio que se encuentra sobre la ella. El sensor propuesto tiene una sensibilidad de 880 nm/RIU.

A sensor composed of a 2D grating made of germanium on a dielectric layer over a gold substrate has been designed and optimized. This is an alternative to conventional full plasmonic sensors, aiming at reducing the non-desired thermal effects on the sample. The sensing mechanism is based on the generation of surface plasmon polaritons in the near infrared. The geometrical parameters of the structure have been optimized to reach high performance. Given the reflectance of the grating, it is possible to determine the change in the refractive index of the surrounding medium. The proposed sensor reaches a sensitivity of 880 nm/RIU.