周期性结构LSPR传感单元的仿真与改良开题报告

 2024-06-24 08:55:59

1. 本选题研究的目的及意义

表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)是一种光学现象,指光入射到金属与介质的界面时,金属表面的自由电子发生集体振荡,从而引起电磁场的增强效应。

利用贵金属纳米结构激发的局域表面等离子体共振(LocalizedSurfacePlasmonResonance,LSPR)效应,可以将光场局域在纳米尺度,并对周围环境介电常数的变化展现出高度敏感性,因此在生物传感、化学检测、环境监测等领域具有广泛的应用前景。

本选题旨在研究周期性结构LSPR传感单元,通过仿真模拟和结构改良,提高其传感性能,为高灵敏度、高稳定性的传感器件设计提供理论依据和技术支持。

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2. 本选题国内外研究状况综述

LSPR传感技术作为一种新兴的传感技术,近年来受到了国内外学者的广泛关注。

近年来,国内外学者在LSPR传感领域取得了一系列重要进展。

其中,周期性结构LSPR传感单元因其独特的结构优势,成为了该领域的研究热点之一。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要内容是利用有限元分析软件COMSOL对周期性结构LSPR传感单元进行仿真分析,并通过结构参数优化和材料选择,提高其传感性能。

具体研究内容如下:1.周期性结构LSPR传感单元的设计:选择合适的周期性结构,确定单元的几何参数,并根据应用需求选择合适的金属材料和介电材料。

2.LSPR传感单元的仿真模型建立:利用COMSOL软件建立周期性结构LSPR传感单元的仿真模型,设置合理的边界条件和仿真参数,并进行网格划分和仿真计算。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法。

1.首先,进行文献调研,了解LSPR传感技术、周期性结构、仿真软件等方面的基本知识,为后续研究奠定基础。

2.其次,利用COMSOL等仿真软件,建立周期性结构LSPR传感单元的仿真模型,并进行仿真计算。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于:1.提出了一种新型的周期性结构LSPR传感单元,该结构能够有效增强LSPR效应,提高传感灵敏度。

2.建立了周期性结构LSPR传感单元的仿真模型,并通过仿真分析揭示了结构参数、材料参数与传感性能之间的关系。

3.根据仿真结果对LSPR传感单元进行了结构改良,进一步提高了其传感性能。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 刘欢,祝连庆,张凯,等. 基于表面等离子体共振效应的光纤传感器研究进展[J]. 传感技术学报,2019,32(10):1523-1532.

[2] 刘海,杜雪,刘畅,等. 基于局域表面等离子体共振传感技术的癌症标志物检测研究进展[J]. 分析化学,2020,48(12):1779-1789.

[3] 杨波,陈云飞,王振,等. 周期性金属纳米结构的LSPR传感特性研究[J]. 光子学报,2021,50(01):61-70.

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