NER: Nanowire Based Plasmonic Bioprobes/sensors

NER:基于纳米线的等离子体生物探针/传感器

基本信息

  • 批准号:
    0609192
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-06-01 至 2008-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The objective of this research is to investigate the use of semiconductor based technology as a possible mechanism for further enhancement of surface enhanced Raman (SER) spectroscopy toward the development of semiconductor based nanowire biosensors. The approach of this research is done in two complementary ways --experimental and theoretical. Two designs are envisioned; sensors made of (i) nanowires across a trough on a flat substrate, and (ii) nanowires in micropipettes. We shall functionalize these wires with biotin and study the signal enhancement as a function of bias, frequency, nonlinear physics and density of wires. Theoretically, we shall study localization using a fullwave electromagnetic solver that is coupled to quantum mechanical methods to characterize drift diffusion in nanowires.The intellectual merit of this project is in developing a fundamental understanding of broad band localization of light in semiconductor nanostructures and can have a significant impact in nanophotonics, amongst others. The broader impact of understanding localization of light using surface plasmons could result in (1) ultra sensitive cavities that can detect single (few) molecules; (2) ability to mimic electron behavior using photons that lead to ultra high-speed processors; (3) plasmonic waveguides that lead to ultra-compact integrated photonic systems. A direct consequence of the proposed research is the development of inexpensive, highly selective biosensors with rapid feedback. We expect this to have a significant impact in biosecurity applications and in agricultural testing for food borne illnesses. These are stated vulnerabilities of the agro-security sector. This project will train students across disparate disciplines.
本研究的目的是探讨使用半导体为基础的技术作为一种可能的机制,进一步提高表面增强拉曼(SER)光谱对发展半导体为基础的纳米线生物传感器。 本研究的方法是在两个互补的方式-实验和理论。 设想了两种设计;传感器由(i)横跨平坦衬底上的槽的纳米线和(ii)微量移液管中的纳米线制成。我们将用生物素将这些金属丝功能化,并研究作为偏压、频率、非线性物理和金属丝密度的函数的信号增强。从理论上讲,我们将研究本地化使用全波电磁解算器,耦合到量子力学方法来表征漂移扩散nanowires.The智力价值的这个项目是在发展的半导体纳米结构中的光的宽带本地化的基本理解,并可以在纳米光子学,其中包括重大影响。 使用表面等离子体理解光的局部化的更广泛的影响可能导致(1)可以检测单个(少数)分子的超灵敏腔;(2)使用光子模拟电子行为的能力,导致超高速处理器;(3)等离子体波导,导致超紧凑的集成光子系统。 这项研究的一个直接结果是开发出价格低廉、具有快速反馈的高选择性生物传感器。我们预计这将对生物安全应用和食源性疾病的农业测试产生重大影响。这些都是农业安全部门的脆弱性。这个项目将培养不同学科的学生。

项目成果

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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Wang Xin;Shi Yifei;Lu Mingyu;Shanker Balasubramaniam;Michielssen Eric;Bagci Hakan
  • 通讯作者:
    Bagci Hakan

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    2022
  • 资助金额:
    $ 10万
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  • 批准号:
    RGPIN-2018-05438
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10万
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  • 项目类别:
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