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Erschienen in: Optical and Quantum Electronics 3/2022

01.03.2022

Comparative study on sensitivity enhancement of a graphene based nearly guided-wave surface plasmon resonance biosensor optimized using genetic algorithm in the visible region

verfasst von: Shujing Chen, Zhining Lin, Gaiyan Bai, Chengyou Lin

Erschienen in: Optical and Quantum Electronics | Ausgabe 3/2022

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Abstract

In this paper, we investigate sensitivity enhancement of a graphene based nearly guided-wave surface plasmon resonance (NGWSPR) biosensor in the visible region. The proposed biosensor is optimized using genetic algorithms to obtain the highest sensitivity for a specific wavelength of incident light. The optimized sensitivity of the NGWSPR sensor is compared with a traditional surface plasmon resonance (SPR) biosensor at the wavelength of incident light varied from 400 to 800 nm. The percentage of sensitivity increment of a NGWSPR sensor relative to a traditional SPR sensor is also calculated. As high as 393.3, 542.5, 388.9 or 132.1% sensitivity increment percentage has been demonstrated for an Au, Ag, Cu or Al based NGWSPR sensor. Furthermore, the maximum sensitivity of a NGWSPR biosensor at different wavelength is also investigated and compared. For a NGWSPR sensor based on Au, Ag, Cu or Al, the maximum sensitivity is 225.12, 302.26, 222.04, or 163.78 °/RIU showing at 720, 480, 680 or 400 nm respectively.

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Literatur
Zurück zum Zitat Patil, P.O., Pandey, G.R., Patil, A.G., Borse, V.B., Deshmukh, P.K., Patil, D.R., Tade, R.S., Nangare, S.N., Khan, Z.G., Patil, A.M., More, M.P., Veerapandian, M., Bari, S.B.: Graphene-based nanocomposites for sensitivity enhancement of surface plasmon resonance sensor for biological and chemical sensing: a review. Biosens. Bioelectron. 139, 111324 (2019). https://doi.org/10.1016/j.bios.2019.111324CrossRef Patil, P.O., Pandey, G.R., Patil, A.G., Borse, V.B., Deshmukh, P.K., Patil, D.R., Tade, R.S., Nangare, S.N., Khan, Z.G., Patil, A.M., More, M.P., Veerapandian, M., Bari, S.B.: Graphene-based nanocomposites for sensitivity enhancement of surface plasmon resonance sensor for biological and chemical sensing: a review. Biosens. Bioelectron. 139, 111324 (2019). https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​bios.​2019.​111324CrossRef
Zurück zum Zitat Siefke, T., Kroker, S., Pfeiffer, K., Puffky, O., Dietrich, K., Franta, D., Ohlidal, I., Szeghalmi, A., Kley, E.-B.: A. Tuennermann, Materials pushing the application limits of wire grid polarizers further into the deep ultraviolet spectral range. Adv. Opt. Mater. 4, 1780–1786 (2016). https://doi.org/10.1002/adom.201600250CrossRef Siefke, T., Kroker, S., Pfeiffer, K., Puffky, O., Dietrich, K., Franta, D., Ohlidal, I., Szeghalmi, A., Kley, E.-B.: A. Tuennermann, Materials pushing the application limits of wire grid polarizers further into the deep ultraviolet spectral range. Adv. Opt. Mater. 4, 1780–1786 (2016). https://​doi.​org/​10.​1002/​adom.​201600250CrossRef
Metadaten
Titel
Comparative study on sensitivity enhancement of a graphene based nearly guided-wave surface plasmon resonance biosensor optimized using genetic algorithm in the visible region
verfasst von
Shujing Chen
Zhining Lin
Gaiyan Bai
Chengyou Lin
Publikationsdatum
01.03.2022
Verlag
Springer US
Erschienen in
Optical and Quantum Electronics / Ausgabe 3/2022
Print ISSN: 0306-8919
Elektronische ISSN: 1572-817X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11082-022-03584-0

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