فهرست

افزایش سیگنال مگنتو اپتیکی کر در ساختارTa/Cu/Ni/Co×2/Ta به ‎وسیله‎ی تشدید پلاسمون‎های سطحی جایگزیده نانو ذرات طلا برای کاربرد حسگری

نشریه: سال چهارم -شماره1- بهار 1396 - مقاله 8   صفحات :  65 تا 74



کد مقاله:
nm-292

مولفین:
زهره آیاره: دانشگاه کاشان - پژوهشکده علوم و فناوری نانو
مهرداد مرادی: پژوهشکده علوم و فناوری نانو -


چکیده مقاله:

در این مقاله، ساخت و افزایش سیگنال مگنتو اپتیکی کر قطبی در ساختار Ta/Cu/Ni/Co×2/Ta به کمک تحریک پلاسمون‎های سطحی جایگزیده نانو ذرات طلا برای کاربرد حسگری مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله ساخت، ترتیب و ضخامت لایه‎ها به گونه‎ای انتخاب شدند تا محور آسان نمونه‎ عمود بر صفحه قرار گیرد. در مرحله بعد، به منظور بررسی اثر افزودن لایه‎های رویی، حلقه پسماند بدست آمده از سیگنال مگنتواپتیکی کر قطبی نمونه‎، در مراحل مشخص توسط یک چیدمان اپتیکی اندازه‎گیری و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که اضافه کردن نانوذرات طلا به تنهایی بر روی سطح نمونه، باعث افزایش 43 درصدی سیگنال کر و کاهش کم نیروی وادارندگی می‎شود. در صورتی که نانوذرات طلا بوسیله محیط دی‎الکتریک ZnS به طور کامل احاطه شوند، تقویت 83 درصدی سیگنال کر را بدون تغییر وادارندگی شاهد خواهیم بود. بنابراین کاهش نیروی وادارندگی نمونه‎ها در کنار افزایش سیگنال کر با حلقه پسماند مربعی، شرایط بهینه‎ای برای کاربردهای حسگری آنها ایجاد کرده است.


Article's English abstract:

In this paper, fabrication and enhancement of polar magneto-optical Kerr signal in Ta/Cu/Ni/Co×2/Ta nanostructure have been investigated using localized surface plasmon of gold nanoparticles for sensing application. During the fabrication, arrangement and thickness of the layers were selected in such a way that the easy magnetization axis is found to be perpendicular to the plane. In the next step, to investigate the effect of adding each layer, hysteresis loops obtained using the Kerr signal in an experimental setup were measured and compared to each other. Our results showed that the adding the gold nanoparticles to the sample surface has caused the Kerr signal to increase up to 43 while also slightly decreasing its coercive force. Alternatively, surrounding Au nanoparticles with ZnS dielectric thin film has increased the Kerr signal up to 83.


کلید واژگان:
اثر مگنتواپتیکی کر قطبی، تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده ، نانوذرات طلا، حسگر

English Keywords:
Polar magneto-optical Kerr effect, Localized surface plasmon resonance, Gold nanoparticles, sensor

منابع:
.

English References:
[1] M. Faraday, “The bakerian lecture: experimental relations of gold (and other metals) to light”, Philos. Trans. R. Soc. London, vol. 147, pp. 145-181, 1875. [2] K. L. Kelly, E. Coronado, L. L. Zhao, and G. C. Schatz, “The optical properties of metal nanoparticles:? The influence of size, shape, and dielectric environment”, J. Phys. Chem. B, vol. 107, pp. 668- 677, 2003. [3] K. S. Lee, and M. A. El-Sayed, “Gold and silver nanoparticles sensing and imaging: sensitivity of plasmon response to size, shape and metal Composition”, J. Phys. Chem. B, vol. 110, pp. 19220-19225, 2006. [4] M. D. Malinsky, L. L. Kelly, G. C. Schatz, and R. P. Van Duyne, “Nanosphere lithography: effect of substrate on the localized surface plasmon resonance spectrum of silver nanoparticles”, J. Phys. Chem. B, vol. 105, pp. 2343-2350, 2001. [5] T. Endo, K. Kerman, N. Nagatani, Y. Takamura, and E. Tamiya, “Label-free detection of peptide nucleic acid-DNA hybridization using localized surface plasmon resonance based optical biosensor”, Anal. Chem., vol. 77, pp. 6967-6984, 2005. [6] M. Abe, K. Fujiwara, M. Kato, Y, Akagami, and N. Ogawa, Bunseki Kagaku, vol. 50, pp. 695-705, 2007. [7] J. Homola, “Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species”, Chem. Rev., vol. 108, pp. 462–493, 2008. [8] O. Tokel, F. Inci, and U. Demirci, “Advances in plasmonic technologies for point of care applications”, Chem. Rev., vol. 114, pp. 5728–5752, 2014. [9] S. Mahmoodi, M. Moradi, and S.M. Mohseni, “Magneto-optical response of Cu/NiFe/Cu nanostructure under surface plasmon resonance”, J. Magn. Magn. Mater., vol. 420, pp. 258–262, 2016. [10] D. Zhang, Y. Lu, J. Jiang, Q. Zhang, Y. Yao, P. Wang, B. Chen, Q. Cheng, G. L. Liu, and Q. Liu, “Nanoplasmonic biosensor: coupling electrochemistry to localized surface plasmon resonance spectroscopy on nanocup arrays”, Biosens. Bioelectron., vol. 67, pp. 237–242, 2015. [11] D. E. Mustafa, T. Yang, Z. Xuan, S. Chen, H. Tu, and A. Zhang, “Surface plasmon coupling effect of gold nanoparticles with different shape and size on conventional surface plasmon resonance signal”, Plasmonics, vol. 5, pp. 221-231, 2010. [12] K. C. Vernon, A. M. Funston, C. Novo, D. E. Gomez, P. Mulvaney, and T. Davis, “Influence of particle-substrate interaction on localized plasmon resonance”, Nano Lett., vol. 10, pp. 2080-2086, 2010. [13] S. D. Bader, E. R. Moog, and P. Grunberg, “Magnetic hystersis epitaxially-deposited iron in the monolayer range: a Kerr effect experiment in surfase magnetism”, J. Magn. Magn. Mater., vol. 53, pp. L295, 1986. [14] M. Ghanaatshoar, M. Moradi, and P. Tohidi, “Surface plasmon resonance enhancement of the magneto-optical Kerr effect in Cu/Co/Ag/SnO2 structure”, Eur. Phys. J. Appl. Phys., vol. 68, pp.10402-5, 2014. [15] J. Zak, E. R. Moog, C. Liu, and S. D. Bader, “Fundamental magneto?optics”, J. Appl. Phys., vol. 68, pp. 4203-4207, 1990. [16] M. Moradi, and M. Ghanaatshoar, “Cavity enhancement of the magneto-optic Kerr effect in glass/Al/SnO2/PtMnSb/SnO2 structure”, Opt. Commun., vol. 283, pp. 5053–5057, 2010. [17] S. Mahmoodi, M. Moradi, and S. M. Mohseni, “Optimization of magneto-optical kerr effect in Cu/Fe/Cu nano-structure”, Supercond. Nov. Magn., vol. 29, pp. 1557-1947, 2016. [18] S. A. Maier, “Plasmonics?: Fundamental and Applications”, 2007. [19] C. A. Klein, “Room-temperature dispersion equations for cubic zinc sulfide”, Appl. Opt., vol. 25, pp. 1873-1875, 1986. [20] A. D. Rakic, A. B. Djurisic, J. M. Elazar, and M. L. Majewski, “Optical properties of metallic films for vertical-cavity optoelectronic devices”, Appl. Opt., vol. 37, pp. 5271-83, 1998. [21] M. Moradi, S. M. Mohseni, S. Mahmoodi, D. Rezvani, N. Ansari, S. Chung, and J. Åkerman, “Au/NiFe magnetoplasmonics: large enhancement of magneto-optical kerr effect for magnetic field sensors and memories”, Electron. Mater. Lett., vol. 11, pp. 440-446, 2015.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 648
تعداد دریافت فایل مقاله : 48



طراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورکطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک