文档介绍：(LocalizedSurfacePlasmonResonance,LSPR)纳米传感器的传感机理与SPR(SurfacePlasmonResonance,SPR)传感器有一定的相似性,LSPR传感器可以看作是SPR传感器的拓展和延续。前者的表面等离子体共振发生在金属纳米颗粒局部,后者的共振发生在连续金属薄膜表面;然而,发生在纳米颗粒局部的共振表现出的光学特性与SPR不同,在传感领域具有很大的应用潜力,因此得到了广泛研究。贵金属(如金、银)纳米粒子,在紫外-可见光区域表现出独特的光学响应,有强吸收作用。特性SPRLSPR无标记检测可以[78,80,89,100]可以[22,38,46,57]距离影响~1000nm[79]~30nm(尺寸可调)[31,32]折射率灵敏度2×106nm/RIU[77,79,81,97]2×102nm/RIU[31,46]模式角位差[94],波长差,成像消光[22],散射[39,57],成像[39,57]温控要求需要不需要化学识别SPR-RamanLSPR-SERS场移植不可以可以商业应用开始尚未造价$150,000-$300,000$5,000(多粒子),$50,000(单粒子)空间分辨率~10×10μm[95,101]1个纳米粒子[39,57,96]非特定约束最小(取决于表面化学成分和清洗)[77,97,98,100,102]最小(取决于表面化学成分和清洗)[22]实时测量时间范围=10-1-103s,平面扩散[77,80,98,99,103]时间范围=10-1-103s,幅射扩散[57]多通道能力可以[93,104]可以并有研发潜力小分子灵敏性好[77]更好[31]微流体兼容性有有研发潜力影响LSPR现象的因素纳米颗粒的大小纳米颗粒的形状纳米颗粒的材质(金,银,合金等)颗粒表面的介质环境多个颗粒之间的排列间距温度的影响很小,可以认为在某一温度段内忽略温度的影响电磁学仿真分析的数学方法最基本的理论模型:离散数学和电磁学麦克斯韦方程组具体仿真方法离散偶极近似(DDA)时域有限差分(FDTD)严格耦合波理论(RigorousCoupled-WaveAnalysis,简称RCWA)T矩阵法(T-matrixmethod)有限元法(FEM)PropertiesandApplicationsofColloidalNonspherical NobleMetalNanoparticles离散偶极近似(DDA)DDA算法就是将纳米颗粒分解为N个小的立方单元,每个立方单元看做一个电偶极子,计算每个电偶极子与磁场的相互作用,计算出消光矢量,然后利用矩阵计算算出整个纳米颗粒的消光系数。仿真软件为:DDSCAT DDSCAT,aFortrancodeforcalculatingscatteringandabsorptionoflightbyirregularparticles,(,PrincetonUniversity)(ScrippsInstitutionofOceanography,UniversityofCaliforniaSanDiego).,DDA算法首先将该颗粒视为N个立方单元构成的集合体,再把每个立方单元视为电偶极子来处理。任一个电偶极子与局域场的相互作用表示为:(1)式中αj为点偶极子极化率;Einc,j是入射光电场在偶极子j处产生的电场,可表示为:其中E0为入射光电场的振幅,k为波矢。DDA(1)式中表示偶极子k在偶极子j处产生的电场:代入(1)式得到一个N阶的非齐次线性方程:DDA若已知单个偶极子的极化矢量Pj,则整个颗粒的消光截面为其中aeff为纳米颗粒的有效半径。