In this study, an antenna providing nearly perfect absorption in triple-bands operating in the mid-infrared region is proposed. The nearly perfect plasmonic absorber, featuring nanoring and nanocross antennas, demonstrated high absorption efficiencies in numerical simulations. The triple-band absorber exhibited absorption rates of 95.2%, 97.3%, and 98.1% at wavelengths of 2730 nm, 4609 nm, and 7510 nm, respectively. High absorption values explain that the localized plasmon between the dielectric and metal layers of the antenna is quite strong. These high-energy resonance modes generated by subwavelength particles enable the sensor surface to respond robustly to varying environmental conditions. The strong response highlights the capability of the sensor to detect pathogens, biomolecules, chemicals, and organisms. The variable response of each resonance mode supports the identification of biomolecules. The proposed three-band perfect absorber is shown to have sensitivity values of 112.23 nm/RIU, 497.17 nm/RIU, and 841.94 nm/RIU, respectively. According to the changing refractive indices of each resonance mode, the figure of merit values was calculated as 3.67 RIU-1, 1.369 RIU-1, and 1.271 RIU-1, respectively. The numerical results show that the sensor can detect refractive index changes sensitively. To demonstrate the sensing ability, changes in resonance modes with different cancer cells were examined. The proposed nearly perfect absorber can detect different cancer cells at high detection level as 3.67 RIU-1, 1.369 RIU-1, and 1.271 RIU-1.
Plasmonic biosensor perfect absorber refractive index sensor cancer detection
Öz: Bu çalışmada orta kızılötesi bölgede çalışan, üçlü bantlarda mükemmele yakın soğurma sağlayan bir anten önerilmektedir. Nano halka ve nano çapraz antenlere sahip neredeyse mükemmel plazmonik soğurucu, sayısal simülasyonlarda yüksek soğurma verimliliği gösterdi. Üç bantlı soğurucu, 2730 nm, 4609 nm ve 7510 nm dalga boylarında sırasıyla %95,2, %97,3 ve %98,1 emme oranları sergiledi. Yüksek soğurma değerleri, antenin dielektrik ve metal katmanları arasındaki lokalize plazmonun oldukça güçlü olduğunu açıklamaktadır. Dalga boyunun altındaki parçacıklar tarafından üretilen bu yüksek enerjili rezonans modları, sensör yüzeyinin değişen çevre koşullarına güçlü bir şekilde yanıt vermesini sağlar. Güçlü yanıt, sensörün patojenleri, biyomolekülleri, kimyasalları ve organizmaları tespit etme yeteneğini vurgular. Her rezonans modunun değişken yanıtı, biyomoleküllerin tanımlanmasını destekler. Önerilen üç bantlı mükemmel soğurucunun sırasıyla 112,23 nm/RIU, 497,17 nm/RIU ve 841,94 nm/RIU hassasiyet değerlerine sahip olduğu gösterilmiştir. Her rezonans modunun değişen kırılma indislerine göre değer değerleri sırasıyla 3,67 RIU-1, 1,369 RIU-1 ve 1,271 RIU-1 olarak hesaplandı. Sayısal sonuçlar, sensörün kırılma indisi değişikliklerini hassas bir şekilde tespit edebildiğini göstermektedir. Algılama yeteneğini göstermek için farklı kanser hücrelerinde rezonans modlarındaki değişiklikler incelendi. Önerilen mükemmele yakın soğurucu, farklı kanser hücrelerini 3,67 RIU-1, 1,369 RIU-1 ve 1,271 RIU-1 gibi yüksek tespit seviyesinde tespit edebilmektedir.
Plazmonik biyosensör mükemmel soğurucu kırılma indisi sensörü kanser tespiti
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Nanoelektronik, Nanofotonik, Nanoteknoloji (Diğer) |
Bölüm | Makale |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 31 Ağustos 2024 |
Gönderilme Tarihi | 3 Temmuz 2024 |
Kabul Tarihi | 13 Ağustos 2024 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 Cilt: 40 Sayı: 2 |
✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.