Surface plasmon resonance (SPR) based sensor generally has high sensitivity, good stability, and rapid detection speed. The technology has been widely used in chemistry, biotechnology, and many other testing fields. With finite-element method (FEM), we numerically investigate in this thesis project performances of a new type of SPR sensors. Two detailed models, both based on the Kretschmann configuration, are investigated. In the first design, a thin continuous WS2 layer is added on top of gold film to increase the sensitivity; and in the second design, the gold film is patterned with an array of holes, which are filled with WS2 material. Through 2D full-wave electromagnetic simulation, sensitivity, full width at half maximum (FWHM), and figure of merit (FOM) for both models are obtained. The first design is found to have the narrowest FWHM but lower sensitivity. The second design is fould to have higher sensitivity but larger FWHM. Corresponding 3D model has also been built to verify the second design.

Ytplasmonresonans eller SPR-baserad brytningsindexsensor har generellt hög känslighet, god stabilitet och snabb detekteringshastighet. Tekniken har använts i stor utsträckning inom kemi, bioteknik och många andra områden. Med finita elementmetoden (FEM) undersöker vi numeriskt i detta projekt egenskaper av en ny typ av SPR-sensorer. Två detaljerade modeller, båda baserade på Kretschmann-konfigurationen, undersöks. I den första designen tilläggs ett tunt kontinuerligt WS2-lager ovanpå guldfilm för att öka känslighet; och i den andra designen är guldfilmen mönstrad med en matris av hål fyllda med WS2-material. Genom 2D FEM elektromagnetisk simulering kunna vi beräkna sensorernas känslighet, full bredd vid halva maximum (FWHM) och meritvärde (figure of merit, också FOM). Den första designen visar sig att ha den smalaste FWHM men lägre känslighet, och den andra designen har högre känslighet men breddare FWHM. En motsvarande modell i 3D har också byggts och simulerats för att verifiera den andra designen.