Variable Pitch Crossed Surface Relief Gratings for Point-of-Care Sensing
Notice bibliographique
Résumé
Nanostructures consisting of crossed surface relief gratings (CSRGs) support surface plasmon resonances (SPRs) that are compatible with biosensing applications [1], [2]. At normal incidence, surface plasmons are excited between a metal and a dielectric at a light wavelength ( λSPR) given by λSPR=nΛ[√{εm/(n2+εm)}], where n is the index of refraction of the dielectric, and εm is the real part of the permittivity of the metal and Λ is the grating pitch. When placed between crossed linear polarizers, CSRGs allow for plasmonic energy exchange between the two superimposed gratings that eliminate any incident polychromatic light, except for the narrow SPR bandwidth where polarization conversion occurs. The result is an effective transmission of the SPR signal with a high signal-to-noise ratio. The single pitch of CSRGs, however, limit their operation to a specific plasmonic resonance wavelength. Here, we present a plasmonic sensor based on variable-pitch CSRG that allows plasmonic resonances at different wavelength bandwidth depending on the illuminated region. The variable-pitch CSRGs (VP-CSRGs) are fabricated on azobenzene-functionalized films through a simple two-step procedure. Fig. 1a presents an actual AFM image of the surface of a nanofabricated VP-CSRGs. The plasmonic response of the VP-CSRG sensor was evaluated using Finite-Difference Time-Domain (FDTD) simulations to show the e-field intensity distribution on the gold-coated VP-CSRG surface. Electric field enhancement and distribution, due to the plasmonic conversion, was assessed through the change of the RI of the dielectric medium in contact with the metallic crossed gratings, and through the spectral diversity of the light source to excite the surface plasmons. For the simulations, the surface of the CSRGs with pitches of 520, 540 and 560 nm were modeled using the function, f(x, y)=G(cos[(2π/p)x]+cos[(2 π/p)y]), where G is the amplitude and p the period of the structure (Fig. 1a). The simulations were used to obtain the e-field intensity distribution, normalized with respect to the incident plane wave. Periodic boundary conditions in both x and y directions and a perfectly matched layer (PML) in the z direction were used for the analysis region. A uniform mesh size of 3 nm was used for the envelope of the nanostructure, comprising the azobenzene layer, the gold film and the dielectric medium, in all the directional axes. A plane wave, polarized along the y-axis and orthogonal to the x-y plane, was employed to induce a SPR in the structure. Fig. 1b demonstrates the plasmonic excitation in the x-direction, when using p-polarized light and the absence of plasmonic excitation in the y-direction. However, when s-polarized light is used, the nanostructures are excited in the y-direction. These results present an evidence on the unique plasmonic energy transfer between the crossed gratings that has been hypothesised before [1]. Experimentally, these results can be used to confirm that the transmitted light acquired in a collinear setup using VP-CSRGs between two orthogonal polarizers corresponds, only, to the plasmonic signature of the nanostructure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».