Published April 20, 2016 | Version v1
Publication Open

Surface plasmon resonance-enhanced light interaction in an integrated ormocomp nanowire

Creators

  • 1. City, University of London
  • 2. National Electronics and Computer Technology Center
  • 3. Frederick University
  • 4. Bangkok University

Description

An integrated ormocomp nanowire coated with gold metal layer is proposed and its optical characteristics with the effect of surface plasmon resonance (SPR) are studied. The integrated rib-like nanowire has a trapezoidal shape with sidewall angles of 75°. It is coated with 50 nm gold layer to introduce the SPR and enhance the evanescent field in the sensing region located at the dielectric/metal interface. The possible field modes, the normalized power confinement, and the SPR peak position of the nanowire are studied over the wavelength and the metal thickness by using the full-vectorial H-field FEM in quasi-TM mode. The attenuation coefficient of the nanowire, the SPR peak wavelength, and the wavelength shift is experimentally extracted for three different cladding materials. The redshift of the supermode coupling between the dielectric mode and the anti-symmetric supermode is observed with the higher cladding-index and larger metal thickness. The improvement of the power confinement in the sensing region with the SPR effect is ten times (10×) better than a previous similar study.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم اقتراح سلك نانو متكامل مغلف بطبقة معدنية ذهبية ويتم دراسة خصائصه البصرية مع تأثير رنين البلازمون السطحي (SPR). يتميز السلك النانوي المدمج الذي يشبه الضلع بشكل شبه منحرف بزوايا جدار جانبي تبلغ 75درجة. وهي مغلفة بطبقة ذهبية 50 نانومتر لإدخال SPR وتعزيز مجال الزوال في منطقة الاستشعار الموجودة عند السطح البيني العازل/المعدني. تتم دراسة أوضاع المجال المحتملة، وحصر الطاقة الطبيعي، وموضع ذروة SPR للسلك النانوي على الطول الموجي وسماكة المعدن باستخدام FEM كامل المجال H - vectorial في وضع شبه TM. يتم استخراج معامل توهين السلك النانوي، والطول الموجي لذروة SPR، وإزاحة الطول الموجي تجريبيًا لثلاث مواد تكسية مختلفة. لوحظ الانزياح الأحمر للاقتران الفائق بين وضع العزل الكهربائي والنمط الفائق المضاد للتماثل مع ارتفاع مؤشر الكسوة وسماكة المعدن الأكبر. إن تحسين حصر الطاقة في منطقة الاستشعار بتأثير SPR أفضل بعشر مرات (10×) من دراسة سابقة مماثلة.

Translated Description (French)

Un nanofil d'ormocomp intégré revêtu d'une couche métallique d'or est proposé et ses caractéristiques optiques avec l'effet de résonance plasmonique de surface (SPR) sont étudiées. Le nanofil intégré en forme de nervure a une forme trapézoïdale avec des angles de paroi latérale de 75°. Il est revêtu d'une couche d'or de 50 nm pour introduire le SPR et améliorer le champ évanescent dans la région de détection située à l'interface diélectrique/métal. Les modes de champ possibles, le confinement de puissance normalisé et la position de crête SPR du nanofil sont étudiés sur la longueur d'onde et l'épaisseur du métal en utilisant le FEM plein champ H vectoriel en mode quasi-TM. Le coefficient d'atténuation du nanofil, la longueur d'onde de crête SPR et le décalage de longueur d'onde sont extraits expérimentalement pour trois matériaux de gainage différents. Le décalage vers le rouge du couplage supermode entre le mode diélectrique et le supermode antisymétrique est observé avec l'indice de gainage plus élevé et une épaisseur de métal plus grande. L'amélioration du confinement de puissance dans la région de détection avec l'effet SPR est dix fois (10×) meilleure qu'une étude similaire précédente.

Translated Description (Spanish)

Se propone un nanohilo ormocomp integrado recubierto con capa metálica de oro y se estudian sus características ópticas con efecto de resonancia de plasmón superficial (SPR). El nanocable integrado en forma de nervadura tiene una forma trapezoidal con ángulos de pared lateral de 75°. Está recubierto con una capa de oro de 50 nm para introducir el SPR y mejorar el campo evanescente en la región de detección ubicada en la interfaz dieléctrica/metálica. Los posibles modos de campo, el confinamiento de potencia normalizado y la posición del pico SPR del nanohilo se estudian a lo largo de la longitud de onda y el espesor del metal utilizando el FEM de campo H vectorial completo en modo cuasi-TM. El coeficiente de atenuación del nanohilo, la longitud de onda del pico SPR y el desplazamiento de la longitud de onda se extraen experimentalmente para tres materiales de revestimiento diferentes. El desplazamiento al rojo del acoplamiento del supermodo entre el modo dieléctrico y el supermodo antisimétrico se observa con el índice de revestimiento más alto y el mayor espesor del metal. La mejora del confinamiento de potencia en la región de detección con el efecto SPR es diez veces (10×) mejor que un estudio similar anterior.

Files

10.1007%2Fs11082-016-0499-9.pdf.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5d9fe4aacf47c65e51e0c2e374d5eb4e
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تفاعل الضوء المحسن لرنين البلازمون السطحي في سلك نانوي متكامل
Translated title (French)
Interaction lumineuse améliorée par résonance plasmonique de surface dans un nanofil ormocomp intégré
Translated title (Spanish)
Interacción de luz mejorada por resonancia de plasmón superficial en un nanohilo ormocomp integrado

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2340109686
DOI
10.1007/s11082-016-0499-9

Is supplement to
https://openalex.org/W2999061712 (Other)
https://openalex.org/W2897594299 (Other)
https://openalex.org/W2469340082 (Other)
https://openalex.org/W2171472132 (Other)
https://openalex.org/W2098412915 (Other)
https://openalex.org/W2057844422 (Other)
https://openalex.org/W2032954477 (Other)
https://openalex.org/W2026956862 (Other)
https://openalex.org/W2008856592 (Other)
https://openalex.org/W1664147500 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1572432597
  • https://openalex.org/W1629086376
  • https://openalex.org/W1843690068
  • https://openalex.org/W1973105640
  • https://openalex.org/W1975987963
  • https://openalex.org/W2002034904
  • https://openalex.org/W2006240270
  • https://openalex.org/W2013154627
  • https://openalex.org/W2015204001
  • https://openalex.org/W2018439897
  • https://openalex.org/W2028779410
  • https://openalex.org/W2032309111
  • https://openalex.org/W2034734459
  • https://openalex.org/W2037659255
  • https://openalex.org/W2048702576
  • https://openalex.org/W2054618028
  • https://openalex.org/W2072756075
  • https://openalex.org/W2074036176
  • https://openalex.org/W2074699715
  • https://openalex.org/W2077411038
  • https://openalex.org/W2081523044
  • https://openalex.org/W2087793242
  • https://openalex.org/W2101815170
  • https://openalex.org/W2102507734
  • https://openalex.org/W2123400373
  • https://openalex.org/W2149619951
  • https://openalex.org/W2159548096
  • https://openalex.org/W2172012434
  • https://openalex.org/W3098828082