Publication detail

Improvement of the sensitivity of chalcogenide-based infrared sensors dedicated to the in situ detection of organic molecules in aquatic environment

Year: 2022

Type of publication: článek ve sborníku

Name of source: Proceedings of SPIE, volume 12139

Publisher name: SPIE - The International Society for Optical Engineering

Place: Bellingham

Page from-to: 1213919

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Zvýšení citlivosti infračervených senzorů na bázi chalkogenidů zaměřených na in situ detekci organických molekul ve vodním prostředí	Cílem studie bylo vyvinout mid-IR chalkogenidový senzor a provést jeho funkcionalizaci pomocí polymerů za účelem detekce různých uhlovodíkových polutantů ve vodě a zajistit dostatečné zeslabení absorpčních pásů vody. Selenidové vlnovody byly připraveny pomocí radiofrekvenčního magnetronového naprašování na křemíkové substráty použitím dvou různých terčů pro účely jádra a pláště vlnovodu. Hydrofóbní polymer byl nanesen na povrch ZnSe hranolu za účelem charakterizace pomocí ATR-FTIR spektroskopie. Benzén, toluén, ortho-, meta- a para-xylény v roztocích destilované vody o koncentraci od 10 ppb do 20 ppm byly současně detekovány a byl určen detekční limit 250 ppb. Nicméně, detekční limit musí být vylepšen pro splnění environmentálních norem. Za účelem dosažení tohoto cíle byla na povrch chalkogenidového vlnovodu nanesena kovová nanostruktura pro zvýšení citlivosti optického senzoru jevem povrchové plasmonové rezonance.	infračervený optický senzor; chalkogenidová skla; BTX; mid-IR; SEIRA
eng	Improvement of the sensitivity of chalcogenide-based infrared sensors dedicated to the in situ detection of organic molecules in aquatic environment	The aim of this study was to develop mid-infrared chalcogenide sensor and perform its functionalization by polymers in order to detect various hydrocarbon pollutants in water and to ensure an efficient attenuation of the water absorption bands. Selenide waveguides were fabricated by radiofrequency magnetron sputtering on silicon substrates using two different glass target compositions, for cladding and guiding layers. A hydrophobic polymer was deposited on the surface of zinc selenide prisms to allow its characterization by ATR-FTIR (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform InfraRed) spectroscopy. Benzene, toluene and ortho-, meta- and para-xylenes in solutions of distilled water at concentrations ranging from 10 ppb to 20 ppm were simultaneously detected and the measured limit of detection was determined to be equal to 250 ppb. However, the limit of detection must be improved to meet environmental standards. To achieve this goal, metallic nanostructures were deposited on the surface of the chalcogenide waveguides to increase the sensitivity of the future optical sensor thanks to the plasmon resonance phenomena. Thus, the fabrication of a heterostructure composed of gold nanoparticles deposited by electron beam evaporation was performed on a slab selenide waveguide in order to assess SEIRA (Surface-Enhanced InfraRed Absorption) effect.	Optical infrared sensor; chalcogenide glasses; BTXs; mid-infrared; SEIRA

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links