Wavelength-multiplexed hook nanoantennas for machine learning enabled mid-infrared spectroscopy

等离子体子 多路复用 材料科学 红外线的 微流控 分子 波长 光电子学 纳米技术 化学 计算机科学 光学 物理 电信 有机化学
作者
Zhihao Ren,Zixuan Zhang,Jingxuan Wei,Bowei Dong,Chengkuo Lee
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1) 被引量:59
标识
DOI:10.1038/s41467-022-31520-z
摘要

Infrared (IR) plasmonic nanoantennas (PNAs) are powerful tools to identify molecules by the IR fingerprint absorption from plasmon-molecules interaction. However, the sensitivity and bandwidth of PNAs are limited by the small overlap between molecules and sensing hotspots and the sharp plasmonic resonance peaks. In addition to intuitive methods like enhancement of electric field of PNAs and enrichment of molecules on PNAs surfaces, we propose a loss engineering method to optimize damping rate by reducing radiative loss using hook nanoantennas (HNAs). Furthermore, with the spectral multiplexing of the HNAs from gradient dimension, the wavelength-multiplexed HNAs (WMHNAs) serve as ultrasensitive vibrational probes in a continuous ultra-broadband region (wavelengths from 6 μm to 9 μm). Leveraging the multi-dimensional features captured by WMHNA, we develop a machine learning method to extract complementary physical and chemical information from molecules. The proof-of-concept demonstration of molecular recognition from mixed alcohols (methanol, ethanol, and isopropanol) shows 100% identification accuracy from the microfluidic integrated WMHNAs. Our work brings another degree of freedom to optimize PNAs towards small-volume, real-time, label-free molecular recognition from various species in low concentrations for chemical and biological diagnostics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
peekaboo完成签到,获得积分10
2秒前
饼饼发布了新的文献求助20
3秒前
yuayuaR发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
orixero应助WeSeer采纳,获得10
5秒前
Copyright应助失眠的契采纳,获得10
5秒前
5秒前
软糖完成签到 ,获得积分10
5秒前
结实新波发布了新的文献求助10
6秒前
Orange应助青梧衔云采纳,获得10
9秒前
diane_Yu完成签到,获得积分10
9秒前
我要去看星星完成签到 ,获得积分10
9秒前
梦清完成签到,获得积分10
10秒前
逃跑的炸鸡完成签到 ,获得积分10
10秒前
乐乐应助芽芽会发财采纳,获得10
12秒前
沈格发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
MOMO应助袁暖采纳,获得20
12秒前
维尼熊完成签到 ,获得积分10
12秒前
见物思理完成签到 ,获得积分10
12秒前
笑笑喜欢笑完成签到,获得积分0
13秒前
骆如雪完成签到,获得积分20
14秒前
顶真完成签到,获得积分10
16秒前
bbh发布了新的文献求助10
17秒前
白驹过隙发布了新的文献求助10
17秒前
动次打次发布了新的文献求助10
19秒前
会扎针的小张完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
ttianyukuai发布了新的文献求助10
20秒前
suchui完成签到,获得积分10
21秒前
科研通AI2S应助闲客采纳,获得10
22秒前
24秒前
暴躁的晓啸完成签到,获得积分10
25秒前
共享精神应助小白采纳,获得10
25秒前
orixero应助笑笑喜欢笑采纳,获得10
26秒前
WilliamYen发布了新的文献求助10
26秒前
Itzflames978给什米的求助进行了留言
26秒前
莫山山发布了新的文献求助10
28秒前
慈祥的惜梦应助bluelala采纳,获得30
29秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
CLSI M27M44S Performance Standards for Antifungal Susceptibility Testing of Yeasts Fourth Edition 400
Python for Chemists 400
Analytical Separation Science 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7116479
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8769535
关于积分的说明 18544754
捐赠科研通 6688152
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3146268
关于科研通互助平台的介绍 2263497
邀请新用户注册赠送积分活动 2120878