Uso do Grafeno no Aumento de Sensibilidade Para Sensores de Resson?ncia de Pl?smons de Superf?cie: Estudo Computacional e Plataforma de Testes

• Autor(a) principal: Queiroz, Igor
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional do IFPB
• Texto Completo: http://repositorio.ifpb.edu.br/jspui/handle/177683/982
• topic: Resson?ncia de pl?smons de superf?cie; fibra ?ptica; grafeno; biossensor; plataforma de testes

Os sensores biom?dicos s?o dispositivos de pequena dimens?o, alta sensibilidade, descart?veis, com resposta r?pida em tempo real e usam pressuposto que pequenas mudan?as no analito podem gerar grandes mudan?as na resposta do sensor. Os sensores ?pticos, que utilizam o fen?meno da resson?ncia de pl?smons de superf?cie (Surface Plasmon Resonance, RPS), englobam essas caracter?sticas. Este estudo representa a continuidade de trabalhos desenvolvidos pelo Grupo de Sensores e Biossensores ?pticos (GSBiO) do Instituto Federal da Para?ba (IFPB). S?o propostas simula??es de par?metros variados, como a espessura do filme fino met?lico e o comprimento da regi?o sensora em uma por??o central de uma fibra ?ptica. Com base nessas simula??es, s?o verificadas as seguintes m?tricas de desempenho: sensibilidade, largura total ? meia altura (Full Width at Half Maximum ou FWHM), figura de m?rito (Figure of Merit, FOM) e rela??o sinal-ru?do (Signal-to-Noise Ratio, SNR). O objetivo aqui ? realizar uma an?lise comparativa dos sensores simulados e selecionar os de desempenho superior para a posterior confec??o. Uma plataforma de testes que contemple os modos de interroga??o angular (Angular Interrogation Mode, AIM) e espectral (Wavelength Interrogation Mode, WIM) foi elaborada para os testes dos sensores. Al?m disso, ? realizado um estudo computacional acerca da influ?ncia da adi??o de camadas de grafeno sobre os filmes finos met?licos analisados (prata, ouro, cobre, prata + ouro e prata + cobre), com o qual ? observado o aumento do desempenho do sensor com a adi??o das camadas de grafeno. Os resultados computacionais mostram que as m?tricas foram aprimoradas com a deposi??o das camadas de grafeno. No sensor de ouro ? obtido um aumento de sensibilidade de quase 60% quando s?o adicionadas 17 ou 18 camadas de grafeno. Para o sensor de prata, tamb?m ? alcan?ado um aumento na sensibilidade de mais de 1.200 nm/UIR, quando a prata ? coberta com 19 ou 20 camadas de grafeno. O sensor de cobre teve um aumento na sensibilidade de aproximadamente 60%, quando s?o adicionadas 16 camadas de grafeno. Os sensores baseados em Ag + Au e Ag + Cu tamb?m tiveram suas m?tricas aprimoradas. A s?ntese do grafeno tamb?m ? investigada neste trabalho, para a futura confec??o de sensores ?pticos RPS. Foi realizada a s?ntese do grafeno em laborat?rio com sucesso, sendo necess?ria a deposi??o do mesmo na fibra ?ptica para posterior valida??o dos resultados computacionais.