Charakteristiky zvýšené optické transmise polí nanodírek uspořádaných v obdélníkové mřížce

Extraordinary transmission characteristics of subwavelength nanoholes with rectangular lattice

journal article in Web of Science

en

We investigate the extraordinary light transmission (EOT) properties of nanohole arrays with rectangular lattice for label-free refractive index sensing applications. We show that the deviation within the periodicities along the two axes at the nanohole plane leads to more advantageous spectral quality of EOT signal compared to the conventional square lattice geometries. We introduce a way to further improve the sensitivity of the aperture system by carefully choosing the periodicities. We introduce nanohole arrays with rectangular lattice supporting EOT signals with larger figure-of-merit values as well as enabling much stronger light transmission. We also model a nanohole system covered with a thin dielectric layer, mimicking biomolecules captured on the gold surface, in order to show its biosensing capability. We also show that certain deviation amounts between periodicities create spectral splitting within the EOT signal leading to larger spectral shifts in the presence of a thin dielectric film.

Článek zkoumá jev zvýšené optické transmise (EOT) v plazmonických strukturách skládajících se z polí nanodírek uspořádaných v obdélníkové mřížce. Takové struktury se mohou využívat jako senzory indexu lomu v biologických aplikacích. Je ukázáno, že změnou periody mřížky podél jedné se ze dvou os v rovině struktury lze dosáhnout zlepšení spektrálních vlastností EOT signálu oproti běžné geometrii senzoru založené na čtvercové mřížce. Popisujeme způsob umožňující zvýšení citlivosti systému pomocí vhodné volby obou period. Uvádíme parametry senzoru s obdélníkovou mřížkou, který vykazuje zlepšení míry citlivosti a také umožňuje silnější signál. Také modelujeme detekci biomolekul zachycených na povrchu zlata a ukazujeme, že jemnou volbou odchylky mezi oběma periodami lze dosáhnout spektrálního rozštěpení signálu, které je možné využít ke zvýšení citlivosti detekce přítomnosti biomolekul.

We investigate the extraordinary light transmission (EOT) properties of nanohole arrays with rectangular lattice for label-free refractive index sensing applications. We show that the deviation within the periodicities along the two axes at the nanohole plane leads to more advantageous spectral quality of EOT signal compared to the conventional square lattice geometries. We introduce a way to further improve the sensitivity of the aperture system by carefully choosing the periodicities. We introduce nanohole arrays with rectangular lattice supporting EOT signals with larger figure-of-merit values as well as enabling much stronger light transmission. We also model a nanohole system covered with a thin dielectric layer, mimicking biomolecules captured on the gold surface, in order to show its biosensing capability. We also show that certain deviation amounts between periodicities create spectral splitting within the EOT signal leading to larger spectral shifts in the presence of a thin dielectric film.

plasmonics, nanoholes, extraordinary light transmission, rectangular lattice, label-free biosensing

01.07.2017

Springer

1557-1955

12

3

1–7

7