A Nano Refractive Index Sensing Structure for Monitoring Hemoglobin Concentration in Human Body.
A Nano Refractive Index Sensing Structure for Monitoring Hemoglobin Concentration in Human Body.
复制标题
用于监测人体内血红蛋白浓度的纳米折射率传感结构
DOI：
10.3390/nano12213784
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发表时间：
2022-10-27
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ren Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou G;Yan S;Chen L;Zhang X;Shen L;Liu P;Cui Y;Liu J;Li T;Ren Y
提出了一种由具有矩形根的金属-绝缘体-金属（MIM）波导和具有矩形腔的双环（SRRDR）组成的纳米传感器结构。本文采用有限元方法研究了Fano共振产生的原因和内部机理，并通过改变结构的各种参数来优化其输运特性。结果表明，该结构可以实现双范诺共振。由于总线波导上倒矩形的宽带模式与SRRDR的窄带模式之间存在破坏性干扰，系统的输出频谱呈现出明显的不对称Fano图，传感器的结构参数对Fano谐振有很大的影响。通过改变敏感参数，折射率纳米传感器的最佳灵敏度为2280 nm/RIU，最佳系数为76.7。此外，所提出的高灵敏度纳米传感器将用于检测血液中的血红蛋白浓度，这在生物传感器中具有积极的应用前景，在未来的纳米传感和光学集成系统中具有很大的潜力。
This paper proposes a nanosensor structure consisting of a metal–insulator–metal (MIM) waveguide with a rectangular root and a double-ring (SRRDR) with a rectangular cavity. In this paper, the cause and internal mechanism of Fano resonance are investigated by the finite element method (FEM), and the transport characteristics are optimized by changing various parameters of the structure. The results show that the structure can achieve double Fano resonance. Due to the destructive disturbance between the wideband mode of the inverted rectangle on the bus waveguide and the narrowband mode of the SRRDR, the output spectrum of the system shows an obvious asymmetric Fano diagram, and the structural parameters of the sensor have a great influence on the Fano resonance. By changing the sensitive parameters, the optimal sensitivity of the refractive index nanosensor is 2280 nm/RIU, and the coefficient of excellence (FOM) is 76.7. In addition, the proposed high-sensitivity nanosensor will be used to detect hemoglobin concentration in blood, which has positive applications for biosensors and has great potential for future nanosensing and optical integration systems.
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