Au-Ag合金纳米球壳的折射率传感特性分析与优化

摘要

基于Au纳米颗粒的稳定性、无毒性、生物相容性和Ag纳米颗粒优异的消光特性,Au-Ag合金纳米颗粒在生物传感中存在着潜在的应用价值.为了能找到传感性能更好的合金纳米颗粒,本文利用双层球M ie散射理论和介电函数尺寸修正模型定量研究了Au-Ag合金纳米球壳的尺寸参数对折射率灵敏度、半峰宽和品质因子的影响,获得了最佳品质因子和对应的优化尺寸.同时,本文研究了Au摩尔分数对最佳品质因子和优化尺寸的影响.结果发现,当Au摩尔分数x为0.5时,Au-Ag@SiO2(Au-Ag@Vacuum)合金纳米球壳的最大品质因子为2.09(2.20),对应的内核半径和外壳厚度分别为22.3 nm(23.6 nm)和8.7 nm(6.9 nm).当Au摩尔分数小于0.25时,Au-Ag合金纳米球壳的品质因子优于Au纳米球壳.随着Au摩尔分数的减小,品质因子增大,甚至是Au纳米球壳的2～3倍.此研究为Au-Ag合金纳米球壳在生物传感领域中的有效应用提供了理论指导.