Diseño de transductores fotónicos usando materiales poliméricos y grafeno para aplicaciones de biosensado

Abstract

En este trabajo doctoral se presenta el diseño y análisis numérico de un biosensor fotónico basado en un interferómetro Mach Zehnder. El dispositivo tiene como base una guía de onda tipo de Strip de polímero SU-8 y dimensiones de 600 x 700 nm en la que se integró una estructura capacitiva conformada por 2 monocapas de grafeno con el fin de aprovechar la posibilidad de sintonización del nivel de Fermi y así reducir la absorción óptica del grafeno y el subsecuente aumento del campo evanescente en el área sensora del transductor. Este comportamiento se genera debido a la interacción inducida entre el modo óptico propagado en la guía de onda polimérica y el campo eléctrico generado en el mecanismo de grafeno. La optimización del campo evanescente presente en el área sensora se refleja en un aumento de la sensibilidad del transductor, debido a que se generan cambios más fuertes en el índice de refracción del recubrimiento de la guía de onda cuando ocurre un evento de biodetección, y por tanto una mayor variación en la variación de fase de la señal óptica a la salida del dispositivo.