太赫兹（THz）超表面吸收体因具有高Q谐振和对生物组织介电变化的高灵敏度，成为生物医学传感的有前景平台。传统单带设计仅在窄频带内有效，降低检测可靠性并增加假阳性。本研究提出一种偏振无关、角度稳定的多带超表面吸收体（MSA），用于无标记THz生物传感。该结构采用双金属开口环谐振器（SRR）与连续背面接地平面，构成紧凑的金属-介质-金属...
本文提出一种集成石墨烯的紧凑双带太赫兹（THz）超材料吸收体，用于高性能生物传感。该结构由四个同心八边形环组成，其中两个为金环、两个为石墨烯环，置于二氧化硅（SiO₂）基底上，背面为金接地层。金环产生双共振响应，石墨烯层通过改善与自由空间的阻抗匹配增强吸收并引入可调性。器件在0.9623 THz和1.4079 THz处实现近单位吸收...
本研究提出一种基于光子晶体光纤（PCF）的光学传感器，用于通过红细胞折射率变化检测疟疾。该传感器采用空心中心核，并由五层七边形包层空气孔构成，可促进样品渗入并增强光与物质的相互作用，在保持结构简洁的同时对微小折射率变化具有高灵敏度。不同疟原虫发育阶段引起的红细胞折射率差异被转换为不同的波长位移，从而可区分环状滋养体与裂殖体等阶段。传...
本研究提出一种基于体Dirac半金属（BDS）与光子晶体混合架构的可调太赫兹生物传感器，用于无标记、高灵敏检测人血清白蛋白（HSA）。该传感器因缺陷模与BDS介导的等离子体响应协同耦合而产生尖锐Fano共振，其共振频率对传感层折射率变化高度敏感。电场模拟证实传感区域内存在显著的场限制与增强。BDS的电学可调性允许通过调节费米能级（0...
本文报道了一种基于石墨烯–二氧化硅–金多层结构的双模太赫兹等离子体纳米传感器，用于通过折射率传感快速、高灵敏、无创检测血糖浓度。该传感器通过局域表面等离子体共振（LSPR）与近完美阻抗匹配的协同作用，首次在2.48–2.50 THz（模式一）和6.01–6.12 THz（模式二）同时实现两个尖锐且可独立调谐的共振模式。第二模式在生理...
该文为对2023年论文《基于反谐振的新型光纤太赫兹生物传感器用于肿瘤细胞快速无损检测》的更正。原文提出一种基于太赫兹反谐振空芯光纤（THz AR-HCF）的传感方法，利用太赫兹波透射率随肿瘤细胞数量变化实现快速、无损检测。更正指出原第3.3节第一段及图3d、4d存在错误：无细胞样品被误标为“lg0”，并被错误纳入拟合曲线。更正后，图...
本文提出一种基于缺陷模式与带截断层石墨烯的多层混合结构高灵敏太赫兹生物传感器。该传感器由对称布拉格反射器、嵌入缺陷层以及石墨烯截断层组成，形成多层混合共振激发结构。缺陷模式共振提供高灵敏度，石墨烯与截断层产生的局域场增强使太赫兹共振反射峰更尖锐、更敏感。理论分析表明，传感介质的折射率和厚度显著影响灵敏度。通过参数优化，该结构可分别用...
本研究提出一种石墨烯–银混合超表面生物传感器，用于快速、精准检测 COVID-19。通过 COMSOL Multiphysics 参数优化，该传感器在 1.334–1.355 RIU 折射率范围内实现 400 GHz/RIU 的灵敏度、5.000 RIU⁻¹ 的优值（FOM）和 12.7 的 Q 因子。机器学习框架增强了不同折射率下...
本研究提出一种用于口腔癌太赫兹光学生物传感的一维三元光子晶体理论设计，该结构具有宇时（PT）对称性。所设计结构为 (ABA)N/D/(ABA)N，其中 A 层为掺杂 SiO2，B 层为 Si，D 为缺陷层，可容纳健康或癌变口腔细胞。通过改变 PT 对称参数 Q 分析透射谱，发现光子带隙内存在明显缺陷模，且其特性强烈依赖于生物组织的光...
光学生物传感器通过将生物信号转换为光信号，在生物检测中具有重要作用。表面等离子共振（SPR）光学生物传感器因高灵敏度成为研究热点。Weyl半金属（WSM）是一类具有独特电子结构和拓扑特性的三维材料，在SPR传感中展现出应用潜力。本文设计了一种基于WSM的太赫兹（THz）高灵敏度SPR相位生物传感器，采用KR结构，由FK51A耦合棱镜...
本文提出一种基于石墨烯增强介质谐振器结构的紧凑型太赫兹（THz）吸收体，旨在同时实现宽带与窄带吸收。所设计吸收体在1.07–13.3 THz范围内实现超宽带吸收，带宽达12.23 THz，并在特定调谐条件下于6.81 THz处呈现尖锐窄带峰。通过调节石墨烯化学势（µc）实现可调谐，结构具有偏振不敏感性，并在入射角至70°时保持高吸收...
宫颈癌属于最危险的癌症类型之一，对女性生存构成严重威胁。它常在晚期被诊断，因为癌前病变通常无症状且难以识别。微波成像，尤其是在太赫兹（THz）范围，是一种方便且非侵入的癌症检测工具。它能够表征生物组织并区分健康组织和恶性组织。本研究提出一种基于超材料（MTMs）的新型三波段生物传感器。通过利用MTMs的独特性质，所提出的生物传感器作...
癌症及其多种类型严重威胁人类健康，其中血癌起源于骨髓细胞并干扰正常血细胞生成，发病率受遗传与环境因素驱动而持续上升。早期检测可改善治疗结局，但正常细胞与癌细胞高度相似，使准确诊断困难。虽然已有形态学、DNA测序、FISH、PCR、流式细胞术和免疫组化等方法，但存在成本高、特异性不足、耗时长和依赖专家等问题。太赫兹（THz）波具有非电...
太赫兹生物传感器因可用于高灵敏度痕量溶液检测而受到关注，但传统方法受太赫兹波空间分辨率限制以及极性溶剂（尤其水）强吸收制约，难以实现紧凑、快速、痕量测量。本文报道一种基于非线性光学晶体（NLOC）的紧凑型反射式太赫兹生物传感器，其表面制备少数不对称超原子阵列。飞秒激光聚焦于砷化镓（GaAs）基底时，通过光整流在约20 µm光斑处局部...
疾病尤其是癌症的早期诊断对有效治疗至关重要。太赫兹技术因低电离、无标签等特性受到关注，但现有太赫兹生物检测方法常因测试环境与体内实际状态差异而受限。本研究提出一种基于超材料和腔体的生物传感器芯片，用于检测类体内状态细胞。芯片中的腔体厚度约50 µm，可保护细胞免受损伤，并提供类似体内状态的液体环境。仿真分析表明，在50 µm厚分析物...
本文报道了一种用于细胞因子检测的全介质超材料太赫兹生物传感器。该器件在0.82 THz共振峰处表现出约35的高Q因子。作者设计并制备了具有电磁诱导透明（EIT）效应的双间隙环形柱阵列结构，利用硅介电结构中的Mie共振实现太赫兹响应，从而降低金属损耗并提高灵敏度。器件表面经氧等离子体、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）及EDC/s...
本研究提出一种用于黑色素瘤诊断的高特异性太赫兹生物传感器，可在无标记条件下从复杂细胞蛋白样品中选择性、灵敏地检测早期生长反应蛋白2（EGR2）。EGR2是一种锌指转录因子，在黑色素瘤细胞中因NAB2/EGR系统失调而活性升高，可作为肿瘤生物标志物。该传感器属于频率选择表面（FSS）型超材料，由二维非对称双分裂环谐振器（DSRR）单元...
本文报道了一种工作频率为0–3.8 THz的多共振太赫兹（THz）超材料完美吸收体（MPA）生物传感器，用于检测微生物（如真菌、酵母）和小麦农药。该传感器在f1=1.7 THz、f2=2.8 THz、f3=3.2 THz和f4=3.5 THz处实现近100%吸收。设计时使共振器间隙面积与微生物尺寸匹配，并对不同结构参数下吸收峰幅值与...
肿瘤细胞的敏感准确检测对癌症治疗和提高生存率至关重要，但现有方法存在操作复杂、特异性不足和成本较高等局限。本文报道了一种基于太赫兹反谐振空芯光纤（THz AR-HCF）的生物传感器，用于肿瘤细胞的快速、无标记和非破坏性检测。作者通过仿真与实验比较验证了 THz AR-HCF 的低损耗特性，并从多种结构参数中筛选出最适合生物传感的光纤...
我们提出一种新型太赫兹（THz）法布里–珀罗（FP）微腔生物传感器，采用多孔聚四氟乙烯（PTFE）支撑膜以提高微生物检测性能。THz FP微腔在腔体中心限制并增强电磁场，借助在THz波段介电常数接近1的PTFE膜，将目标微生物膜置于该中心区域。在实验条件下，共振频率偏移随酵母量增加呈线性增大，未出现饱和行为，结果与有限差分时间域（F...