奈米狹縫可以測量折射率
- 上線日期：2009/6/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家最近發現，由奈米狹縫(nanoslit)組成的二維(2D)陣列在特定條件下，會表現出準一維(quasi-1D)陣列的行為。這項結果對於決定某些材料的折射率可能有重要貢獻，而且可望提升監測蛋白質與配位體(ligand)鍵結的靈敏度。
奈米級金屬柵對於強化光學穿透(enhanced optical transmission, EOT)、定向發光(light beaming)及負折射(negative refraction)等光學現象相當重要，而表面電漿極化聲子(surface plasmon polariton, SPP)是上述過程中的主角。SPP是金屬表面導電電子與光交互作用形成的準粒子，具有不同於光子或激子的特性，被視為是平面波導及光子晶體之外用來導引及操控光的選項之一。
西北大學的Teri Odom等人最近證實，在金膜上製作2D狹縫陣列所得到的光譜特性，可以用高階的一維模態來描述。他們也發現這種準一維陣列的多重模可以做為簡單的折射計(refractometer)，用來測量未知材料的折射率。這點得歸功於表面電漿子對於介電環境的變化極為敏感，研究人員只需先校對好奈米狹縫陣列對折射率的反應，就能測量非吸收性材料的折射率。該小組藉由角度解析光學穿透率(angle-resolved optical transmission)量測，測定了各種濃度食鹽水的折射率，實驗結果與參考值非常吻合。
研究顯示奈米狹縫陣列能提供多重但頻寬甚窄的電漿子模，這種模對於一系列的目標(如蛋白質)有良好的響應，而且與傳統單模的表面電漿子基板相較，系統誤差較低，因此可以用來提升監測蛋白質-配位體鍵結的靈敏度。此外，由於基板面積大，能同時偵測數種物質，因此具有分析大量蛋白質的潛力。
Odom等人目前正在進行即時的蛋白質-配位體感測實驗，希望比較這種金奈米基板與傳統以稜鏡為基礎的SPR測量，此外他們也將探討不同奈米結構或採用不同材料的影響，以求提高靈敏度。詳見Nano Lett. DOI: 10.1021/nl900773m。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39466
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
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