Aluminum-based localized surface plasmon resonance (LSPR) exhibits attractive properties including low cost, high natural abundance, and ease of processing by a wide variety of methods including complementary metal oxide semiconductor process, thereby making it superior to conventional LSPR involving noble metals. Moreover, the intrinsic property of the broad plasmon resonances of Al exhibited across the ultraviolet–visible–near-infrared wavelength region can be utilized on demand in refractive index biosensing, surface-enhanced fluorescence, and surface-enhanced Raman scattering. This review focuses on the recent developments of LSPR biosensing with aluminum nanostructures and related areas. Firstly, we introduce LSPR biosensing and the advantages of Al-based plasmonics. Then, we describe the different biosensing strategies employing Al LSPRs in detail. Subsequently, we provide an overview of various well-defined Al nanostructures and their fabrication methods. Finally, the future research trends of Al-based LSPR biosensing are highlighted and a conclusion with perspectives is given

چکیده

رزونانس پلاسمونی سطحیِ جایگزیده ی مبتنی بر آلومینیوم (LSPR)، ویژگی های جذابی مانند هزینه ی پائین، فراوانی طبیعی بالا و سهولت در پردازش را با بکارگیری روش های مختلفی همچون فرآیند نیمه رسانایی اکسید فلزی مکمل، ارائه می دهد. از این رو، این رزونانس به ابزاری برتر در میان رزونانس های مرسومِ LSPR، که حاوی فلزات کمیاب هستند، تبدیل شده است. علاوه بر این ویژگی های ذاتی، روزنانس های پلاسمونی پهنِ آلومینیومی (Al) در سراسر ناحیه ی فرابنفش، مرئی و نزدیک به فروسرخ، قابلیت استفاده برای پاسخ دهی به ضریب شکست حسگرهای زیستی، فلورسانسِ ارتقاء یافته ی سطحی و پراکندگی رامانِ ارتقاء یافته ی سطحی را دارند. این مقاله‌ ی مروری، بر روی تحولات اخیر در بیوسنسورهای LSPR با نانوساختارهای آلومینیومی و زمینه های مرتبط با آن متمرکز شده است. در مرحله‌ی اول، بیوسنسورهای LSPR و امتیازات پلاسمونیک های مبتنی بر Al را معرفی می کنیم. سپس تفاوت استراتژی های مربوط به بیوسنسور را با بکارگیری LSPRهای آلومینیومی همراه با جزئیات آن تشریح می کنیم. پس از آن، یک بررسی اجمالی از نانوساختارهای آلومینیومی خوش تعریف و روش های ساخت آن را ارائه می دهیم. در نهایت، روند تحقیقات آتی بر روی بیوسنسورهای LSPR مبتنی بر آلومینیوم را برجسته کرده و یک نتیجه گیری با دیدگاه های مدنظر ارائه می شود.

1-مقدمه

رزونانسِ پلاسمون سطحیِ (SP) جایگزیده (LSPR)، نور را به نانوساختارهایی که کوچکتر از طول موج آن هستند، محدود می کنند. از این رو این روش دسته ای از تکنیک های پلاسمونیکی نوین را مهیا می سازد. این رزونانس به یک نقطه ی‌ عطف در زمینه ی نانو فوتو الکترون ها و نانوتکنولوژی تبدیل شده است. بیوسنسورهای پلاسمونیکی یکی از اولین کاربردهای مربوط به حوزه‌ی نانوتکنولوژی است...