Détection des effets SEIRA et SPR combinés basés sur la dispersion du 2,4-dinitrotoluène à l'aide d'une métasurface plasmonique

Autor: Fabas, Alice, El Ouazzani, Hasnaa, Hugonin, Jean-Paul, Dupuis, Christophe, Haidar, Riad, Greffet, Jean-Jacques, Bouchon, Patrick
Přispěvatelé: DOTA, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau], ONERA-Université Paris-Saclay, Laboratoire Charles Fabry / Nanophotonique, Laboratoire Charles Fabry (LCF), Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Physique de l'Ecole Polytechnique (X-DEP-PHYS), École polytechnique (X)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Optics Express
Optics Express, Optical Society of America-OSA Publishing, 2020, 28 (26), pp.39595-39605. ⟨10.1364/OE.413325⟩
ISSN: 1094-4087
DOI: 10.1364/OE.413325⟩
Popis: International audience; Surface enhanced infrared absorption (SEIRA) spectroscopy and surface plasmon resonance (SPR) make possible, thanks to plasmonics nanoantennas, the detection of low quantities of biological and chemical materials. Here, we investigate the infrared response of 2,4-dinitrotoluene deposited on various arrays of closely arranged metal-insulator-metal (MIM) resonators and experimentally show how the natural dispersion of the complex refractive index leads to an intertwined combination of SEIRA and SPR effect that can be leveraged to identify molecules. They are shown to be efficient for SEIRA spectroscopy and allows detecting of the dispersive explosive material, 2,4-dinitrotoluene. By changing the in-plane parameters, a whole spectral range of absorptions of 2,4-DNT is scanned. These results open the way to the design of sensors based on SEIRA and SPR combined effects, without including a spectrometer.; La spectroscopie d'absorption infrarouge renforcée de surface (SEIRA) et la résonance plasmonique de surface (SPR) permettent, grâce aux nano-antennes plasmoniques, de détecter de faibles quantités de matériaux biologiques et chimiques. Ici, nous étudions la réponse infrarouge du 2,4-dinitrotoluène déposé sur divers réseaux de résonateurs métal-isolant-métal (MIM) étroitement disposés, et nous montrons expérimentalement comment la dispersion naturelle des indices de réfraction complexes conduit à une combinaison entrelacée de l'effet SEIRA et de la SPR qui peut être exploitée pour identifier des molécules. Ils se sont avérés efficaces pour la spectroscopie SEIRA et permettent de détecter la matière explosive dispersive, le 2,4-dinitrotoluène. En modifiant les paramètres dans le plan, une gamme spectrale complète d'absorptions de 2,4-DNT est balayée. Ces résultats ouvrent la voie à la conception de capteurs basés sur les effets combinés SEIRA et SPR, sans inclure un spectromètre.
Databáze: OpenAIRE
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