Electromagnetic model of a nanodipole array above a double‐layer graphene by periodic green's function

In this paper, we present a spectral analysis of a Surface Plasmon Resonance (SPR) sensor based on multilayer graphene (MLG) operating as a terahertz refractometer. This device's structure is based on Kretschmann configuration, and the graphene layers are modeled as surface impedances with conductivity described by the Kubo model. The structure's electromagnetic response is obtained from the Generalized Coefficients Model, considering TM excitation performed in a frequency range from 1 to 4Thz. In this approach, we evaluate the sensor response for two, three, four and five layers of graphene, equally doped. To verify the effects of MLG doping, we varied the chemical potential by 0.35eV and 0.70eV. As a result, we present the plasmonic response of the device, verifying the operating frequency range for each case of multilayer graphene. In addition, the sensitivity, FWHM and Figure of Merit (FOM) are calculated to describe the sensor performance in each demonstrated case. From the results presented, we verified that the increase in doping reduces the sensitivity of the sensor, however, it improves its FOM. The validation of the proposed model was carried out from simulations in a software based on the Finite Element Method.

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“…2 the equivalent electromagnetic model of the SPR sensor in the Kretschmann configuration is illustrated. [7], [17].…”

Section: Equivalent Electromagnetic Modelmentioning

confidence: 99%

Spectral Analysis of a SPR Sensor based on Multilayer Graphene in the Far Infrared Range

Cruz

Cunha

Rosso

et al. 2023

J. Microw. Optoelectron. Electromagn. Appl.

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“…A radiação excita os fluoróforos funcionalmente agregados sobre as AuNps, que consequentemente re-irradiam ondas que se acoplam como modos SPP na interface, que por sua vez acoplam ondas SPCE em forma de cone na região do prisma. O cone de luz é medido por um detector e é alterado em intensidade e ângulo θ t de acordo com as características eletromagnéticas da amostra [5,8,13].…”

Section: Descrição Funcional Do Sensor Spceunclassified

“…Este método se baseia em representar os campos EH como superposições de ondas com multiplas constantes de propagação. O formalismo completo baseado na Transformada Série de Fourier é descrito em [13]. A partir do método PGF, o potencial magnético para o arranjo planar, com período bidimensional ∆ c , localizado em z = h, sobre as interfaces…”

Section: Modelo Eletromagnético Equivalenteunclassified

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Análise de um Sensor SPCE de Nanopartículas pelo Acoplamento dos Métodos Multimodal e PGF

Cruz¹,

Seth²,

Conceição³

et al. 2021

Anais Do XXXIX Simpósio Brasileiro De Telecomunicações E Processamento De Sinais

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Resumo-Neste artigo apresentamos uma análise eletromagnética de um sensor SPCE (Surface Plasmon Coupled Emision) acoplado a um arranjo de nanopartículas Core-Shell, excitado por uma fonte óptica monocromática. Para essa análise propomos utilizar o método Multimodal acoplado ao método PGF (Periodic Green's Function), sobre os modos de Floquet, para descrever os campos na estrutura do sensor. Os resultados mostram a excitação do modo SPCE em função do ângulo de incidência da fonte monocromática, e da concentração de nanopartículas na amostra sensoriada. Por fim, verificamos que a resposta do sensor é insensível a baixas variações do ângulo de incidência do laser.

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Electromagnetic model of a nanodipole array above a double‐layer graphene by periodic green's function

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Spectral Analysis of a SPR Sensor based on Multilayer Graphene in the Far Infrared Range

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Análise de um Sensor SPCE de Nanopartículas pelo Acoplamento dos Métodos Multimodal e PGF

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