Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі

Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі

Розглянуто шляхи поліпшення експлуатаційних характеристик (зниження вартості, підвищення чутливості та продуктивності) сенсорних приладів на основі призмового збудження поверхневого плазмонного резонансу (ППР) в конфігурації Кретчмана та скануванні кута падіння монохроматичного світла при застосуван...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Реєстрація, зберігання і обробка даних
Date:2019
Main Authors: Костюкевич, С.О., Коптюх, А.А., Костюкевич, К.В., Лисюк, В.О., Погода, В.І., Христосенко, Р.В., Самойлов, А.В., Ушенін, Ю.В., Суровцева, О.Р., Крючин, А.А.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Інститут проблем реєстрації інформації НАН України 2019
Subjects:
Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/169107
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі / С.О. Костюкевич, А.А. Коптюх, К.В. Костюкевич, В.О. Лисюк, В.І. Погода, Р.В. Христосенко, А.В. Самойлов, Ю.В. Ушенін, О.Р. Суровцева, А.А. Крючин // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2019. — Т. 21, № 3. — С. 3–19. — Бібліогр.: 92 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-169107
record_format dspace
spelling Костюкевич, С.О.
Коптюх, А.А.
Костюкевич, К.В.
Лисюк, В.О.
Погода, В.І.
Христосенко, Р.В.
Самойлов, А.В.
Ушенін, Ю.В.
Суровцева, О.Р.
Крючин, А.А.
2020-06-04T17:49:20Z
2020-06-04T17:49:20Z
2019
Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі / С.О. Костюкевич, А.А. Коптюх, К.В. Костюкевич, В.О. Лисюк, В.І. Погода, Р.В. Христосенко, А.В. Самойлов, Ю.В. Ушенін, О.Р. Суровцева, А.А. Крючин // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2019. — Т. 21, № 3. — С. 3–19. — Бібліогр.: 92 назв. — укр.
1560-9189
DOI: https://doi.org/10.35681/1560-9189.2019.21.3.183437
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/169107
539.394
Розглянуто шляхи поліпшення експлуатаційних характеристик (зниження вартості, підвищення чутливості та продуктивності) сенсорних приладів на основі призмового збудження поверхневого плазмонного резонансу (ППР) в конфігурації Кретчмана та скануванні кута падіння монохроматичного світла при застосуванні пластикової підкладки. Запропоновано удосконалену технологію виготовлення чутливого елемента ППР, яка включає гаряче пресування полімерної підкладки та модифікацію властивостей активного металевого покриття за рахунок низькотемпературного відпалу плівки Au або застосування біметалевої структури Ag/Au, що поєднує переваги обох шарів, а також конструкцію дискового варіанта сенсора на основі плоского інтегрованого чипа з голографічними ґратками для вводу-виводу світла.
Рассмотрены способы улучшения эксплуатационных характеристик (снижение стоимости, повышение чувствительности и продуктивности) сенсорных приборов на основе призменного возбуждения поверхностного плазмонного резонанса (ППР) в конфигурации Кретчмана и сканировании угла падения монохроматического света при использовании пластиковой подложки. Предложены усовершенствованная технология изготовления чувствительного элемента ППР, которая включает термопрессовку полимерной подложки и модификацию свойств активного металлического покрытия за счет использования биметаллической структуры Ag/Au, или низкотемпературного отжига пленки Au, а также конструкция дискового варианта сенсора ППР на основе плоского интегрированного чипа с голографическими решетками для ввода-вывода света.
The means related to the improvement of a sensor device on plastic substrate with the prism type of surface plasmon resonance (SPR) excitation in the Kretschmann configuration and with the scanning of the incidence angle of monochromatic light aimed for decreasing of production costs and increasing of sensitivity as well as productivity are considered. It has been shown that application of the laminar polymer substrates after hot press processing, under (180-210 °С) temperature and (300-500 kg/cm2) pressure, will provide disappearance of double refraction and high level in SPR sensor sensitivity because of smoothing surface microrelief. Analysis of the operational characteristics of SPR sensors based on Au and Ag resonant metallic films is performed. Gold displays higher shift of the resonance angle to changes of ambient refraction index and is chemically stable. Silver posses narrower resonance curve thus providing a higher signal/noise ratio of SPR chemical sensors, but has a poor chemical stability. In order to improve sensitivity, measurement accuracy and stability of the SPR instruments operation, two variants for the active metallic coating preparation are proposed: employment of bimetallic Ag/Au (Au as an outer layer) structure in 2:1 ratio that combines the advantages of both layers, as well as pure gold film with subsequent annealing at 120 ºC that smoothes the surface microrelief thus stabilizing the sensors characteristics and increasing sensitivity. The main challenge for increasing of productivity consist in the determination of the easiest and most cost-effective way to achieve a high degree of parallelization for high throughput SPR-based analysis. We propose a construction of the sensor in disk format on the basis of the prism scheme of excitation of SPR in the Kretschmann configuration with optical scanning over angles, where a planar chip with integrated gratings for the input-output of light was used as a sensor unit. Thus, the traditional prism and the focusing optics are integrated in a planar sensor unit of the SPR transducer. The unit is placed on a rotating disk, which increases essentially the number of sensitive elements of a sensor. Cheap one-time SPR disks can be produced already now in series with the use of available materials, technologies, and facilities, which opens possibility for the large-scale application.
uk
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
Реєстрація, зберігання і обробка даних
Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних
Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
Усовершенствование сенсоров с призменным типом возбуждения поверхностного плазмонного резонанса на полимерной основе
Improved surface plasmon resonance sensors with prism type of excitation on polymer basis
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
spellingShingle Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
Костюкевич, С.О.
Коптюх, А.А.
Костюкевич, К.В.
Лисюк, В.О.
Погода, В.І.
Христосенко, Р.В.
Самойлов, А.В.
Ушенін, Ю.В.
Суровцева, О.Р.
Крючин, А.А.
Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних
title_short Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
title_full Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
title_fullStr Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
title_full_unstemmed Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
title_sort удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі
author Костюкевич, С.О.
Коптюх, А.А.
Костюкевич, К.В.
Лисюк, В.О.
Погода, В.І.
Христосенко, Р.В.
Самойлов, А.В.
Ушенін, Ю.В.
Суровцева, О.Р.
Крючин, А.А.
author_facet Костюкевич, С.О.
Коптюх, А.А.
Костюкевич, К.В.
Лисюк, В.О.
Погода, В.І.
Христосенко, Р.В.
Самойлов, А.В.
Ушенін, Ю.В.
Суровцева, О.Р.
Крючин, А.А.
topic Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних
topic_facet Фізичні основи, принципи та методи реєстрації даних
publishDate 2019
language Ukrainian
container_title Реєстрація, зберігання і обробка даних
publisher Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
format Article
title_alt Усовершенствование сенсоров с призменным типом возбуждения поверхностного плазмонного резонанса на полимерной основе
Improved surface plasmon resonance sensors with prism type of excitation on polymer basis
description Розглянуто шляхи поліпшення експлуатаційних характеристик (зниження вартості, підвищення чутливості та продуктивності) сенсорних приладів на основі призмового збудження поверхневого плазмонного резонансу (ППР) в конфігурації Кретчмана та скануванні кута падіння монохроматичного світла при застосуванні пластикової підкладки. Запропоновано удосконалену технологію виготовлення чутливого елемента ППР, яка включає гаряче пресування полімерної підкладки та модифікацію властивостей активного металевого покриття за рахунок низькотемпературного відпалу плівки Au або застосування біметалевої структури Ag/Au, що поєднує переваги обох шарів, а також конструкцію дискового варіанта сенсора на основі плоского інтегрованого чипа з голографічними ґратками для вводу-виводу світла. Рассмотрены способы улучшения эксплуатационных характеристик (снижение стоимости, повышение чувствительности и продуктивности) сенсорных приборов на основе призменного возбуждения поверхностного плазмонного резонанса (ППР) в конфигурации Кретчмана и сканировании угла падения монохроматического света при использовании пластиковой подложки. Предложены усовершенствованная технология изготовления чувствительного элемента ППР, которая включает термопрессовку полимерной подложки и модификацию свойств активного металлического покрытия за счет использования биметаллической структуры Ag/Au, или низкотемпературного отжига пленки Au, а также конструкция дискового варианта сенсора ППР на основе плоского интегрированного чипа с голографическими решетками для ввода-вывода света. The means related to the improvement of a sensor device on plastic substrate with the prism type of surface plasmon resonance (SPR) excitation in the Kretschmann configuration and with the scanning of the incidence angle of monochromatic light aimed for decreasing of production costs and increasing of sensitivity as well as productivity are considered. It has been shown that application of the laminar polymer substrates after hot press processing, under (180-210 °С) temperature and (300-500 kg/cm2) pressure, will provide disappearance of double refraction and high level in SPR sensor sensitivity because of smoothing surface microrelief. Analysis of the operational characteristics of SPR sensors based on Au and Ag resonant metallic films is performed. Gold displays higher shift of the resonance angle to changes of ambient refraction index and is chemically stable. Silver posses narrower resonance curve thus providing a higher signal/noise ratio of SPR chemical sensors, but has a poor chemical stability. In order to improve sensitivity, measurement accuracy and stability of the SPR instruments operation, two variants for the active metallic coating preparation are proposed: employment of bimetallic Ag/Au (Au as an outer layer) structure in 2:1 ratio that combines the advantages of both layers, as well as pure gold film with subsequent annealing at 120 ºC that smoothes the surface microrelief thus stabilizing the sensors characteristics and increasing sensitivity. The main challenge for increasing of productivity consist in the determination of the easiest and most cost-effective way to achieve a high degree of parallelization for high throughput SPR-based analysis. We propose a construction of the sensor in disk format on the basis of the prism scheme of excitation of SPR in the Kretschmann configuration with optical scanning over angles, where a planar chip with integrated gratings for the input-output of light was used as a sensor unit. Thus, the traditional prism and the focusing optics are integrated in a planar sensor unit of the SPR transducer. The unit is placed on a rotating disk, which increases essentially the number of sensitive elements of a sensor. Cheap one-time SPR disks can be produced already now in series with the use of available materials, technologies, and facilities, which opens possibility for the large-scale application.
issn 1560-9189
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/169107
citation_txt Удосконалення сенсорів з призмовим типом збудження поверхневого плазмонного резонансу на полімерній основі / С.О. Костюкевич, А.А. Коптюх, К.В. Костюкевич, В.О. Лисюк, В.І. Погода, Р.В. Христосенко, А.В. Самойлов, Ю.В. Ушенін, О.Р. Суровцева, А.А. Крючин // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2019. — Т. 21, № 3. — С. 3–19. — Бібліогр.: 92 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT kostûkevičso udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT koptûhaa udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT kostûkevičkv udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT lisûkvo udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT pogodaví udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT hristosenkorv udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT samoilovav udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT ušenínûv udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT surovcevaor udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT krûčinaa udoskonalennâsensorívzprizmovimtipomzbudžennâpoverhnevogoplazmonnogorezonansunapolímerníiosnoví
AT kostûkevičso usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT koptûhaa usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT kostûkevičkv usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT lisûkvo usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT pogodaví usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT hristosenkorv usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT samoilovav usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT ušenínûv usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT surovcevaor usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT krûčinaa usoveršenstvovaniesensorovsprizmennymtipomvozbuždeniâpoverhnostnogoplazmonnogorezonansanapolimernoiosnove
AT kostûkevičso improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT koptûhaa improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT kostûkevičkv improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT lisûkvo improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT pogodaví improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT hristosenkorv improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT samoilovav improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT ušenínûv improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT surovcevaor improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
AT krûčinaa improvedsurfaceplasmonresonancesensorswithprismtypeofexcitationonpolymerbasis
first_indexed 2025-12-07T15:54:36Z
last_indexed 2025-12-07T15:54:36Z
_version_ 1850865485084622848

Similar Items