SPP-LoC

Elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Frequenzbereich (300 GHz – 10 THz) zeigt ein hohes Potenzial für die chemische und biochemische Sensorik. Eine Integration von THz-Analyseverfahren für nano- und mikrochemische Applikationen wurde bisher kaum demonstriert. Hauptproblem ist hierbei die durch die verhältnismäßig große Wellenlänge der Strahlung bedingte geringe Integrationsfähigkeit konventioneller Sensor- und Analyseverfahren. Darüber hinaus schränkt die hohe Absorption von THz-Strahlung, z.B. durch Wasser, den Anwendungsbereich traditioneller Sensorkonzepte etwa für Lab-on-Chip-Applikationen stark ein.

Das Projekt befasst sich mit der Erforschung neuartiger THz-Sensorkonzepte für die Anwendung in mikrofluidischer Umgebung. Hierbei rücken insbesondere Oberflächenplasmon-Polariton-basierende („SPP“ von Surface Plasmon Polaritons) Sensorkonzepte in den Fokus.

SPPs und das damit verbundene Gebiet der Plasmonik zeichnen sich durch eine extrem hohe Feldkonzentrierung von elektromagnetischen Wellen jenseits des Beugungslimits aus. Bei optischen Frequenzen werden daher SPPs auf breiter Basis für nanoskalige Sensoren und für optische Nahfeldsysteme intensiv erforscht und eingesetzt. Bei längeren Wellenlän-gen finden jedoch solche Konzepte bisher kaum Beachtung.

Querschittsbild der entwickelten SPP-Sensorstruktur, bestehend aus Gratings zum Ein- und Auskoppeln des Oberflächenplasmons, einem mikrofluidischen Kanal sowie einem verrundeten Deckglas mit einem transparenten und leitfähigen Coating.