本文研究了一种基于耦合棱镜—三维狄拉克半金属（3D DSM）多层结构的灵敏度可调太赫兹（THz）液/气生物传感器。该传感器利用3D DSM激发表面等离子共振（SPR）模式，在反射谱中形成尖锐反射峰，从而获得高灵敏度。由于3D DSM的费米能量可调控其电导率与反射率，传感器灵敏度可实现动态调节。研究还发现，灵敏度曲线强烈依赖于3D D...
本研究设计并表征了一种高Q值、超灵敏的太赫兹（THz）折射率型超材料生物传感器，用于在电子灌流装置（EID）浓度0.01和1000下检测冠状病毒。该传感器由星形穿孔金平面构成，因旋转对称而对偏振不敏感，并在90°内保持角度稳定。在1.9656 THz和3.3692 THz处实现近完美吸收，半峰全宽分别为5.276%和0.641%；T...
糖尿病（DM）和冠心病（CHD）是许多国家患者健康问题和死亡的主要原因。目前，太赫兹生物传感器因检测准确、操作快速、设计灵活和易于制备，已被广泛用于慢性病检测。本文提出一种基于 Zeonex 的微结构光纤（MSF）生物传感器，采用太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统检测 DM 和 CHD 标志物。该传感器采用悬空空心结构，具有方形纤...
体狄拉克半金属（BDS）因具有类似石墨烯的优异光电特性，被称为“三维石墨烯”，近年来成为光学器件研究热点。本文提出一种基于BDS/布拉格反射器多层结构的可调谐高灵敏太赫兹生物传感器。该传感器利用BDS与一维光子晶体界面激发光学Tamm态（OTS），并使OTS与嵌入对称一维光子晶体中的缺陷模发生耦合，从而形成尖锐的Fano共振峰，实现...
本文提出一种自由站立太赫兹超表面生物传感器，基于法向入射透射模式下的非对称 S 形互补谐振器。每个超表面单元由两个镜像 S 形槽臂构成，通过改变其中一臂尺寸调节几何非对称性，从而激发非对称准束缚态在连续谱（quasi-BIC）共振，实现强场限制，有利于生物传感。作者考察了该结构作为葡萄糖浓度传感器的性能，检测范围覆盖 54–342 ...
电偶极共振通常因强自由空间耦合和高辐射损耗而具有低品质因子和宽共振线宽。本文提出通过环形偶极干涉增强电共振品质因子的策略。为验证该策略，设计了由两个谐振器组成的超表面，分别对应电偶极和环形偶极。根据两种偶极模式的相长和相消混合，与常规电偶极共振相比，两个混合模式分别表现出增强和降低的品质因子。作为高Q共振的实际应用，进一步实验研究了...
本文提出一种基于单层石墨烯超材料的超薄双窄带太赫兹吸收体，并将其用于生物传感。石墨烯/介质界面激发的表面等离激元可通过在石墨烯表面捕获双极电荷加以调控。作者在方形石墨烯谐振器中引入环形圆槽，使电荷按所需方式存储并形成双极电荷节点，从而增强单层石墨烯超材料可调、超薄双窄带太赫兹吸收体的性能。利用基模和三阶模表面等离激元，该结构在低带和...
本文提出一种基于石墨烯/布拉格反射器混合结构的高灵敏度太赫兹生物传感器。该传感器利用石墨烯与布拉格反射器激发的石墨烯Tamm等离激元（GTPs）模式，与对称光子晶体中由传感层引入的缺陷模式发生模式耦合，形成尖锐的Fano共振反射峰。由于Fano共振峰对石墨烯费米能、传感介质厚度和折射率变化高度敏感，传感层中生物分子或气体引起折射率微...
本文提出一种用于改变超薄硅环谐振器基太赫兹（THz）吸收体中多模共振的技术。该吸收体在低带激发磁偶极、在高带激发电偶极，形成双带窄线宽共振。通过在偶极场中心放置非共振石墨烯纳米环，并利用外部静电偏置调节石墨烯化学势，可改变磁偶极与电偶极的场分布，实现频率可调谐和近完美吸收。作者采用传输线法建立等效电路模型，验证了吸收体的工作机理。该...
本文提出并实验验证了一种基于全金属超材料的太赫兹生物传感器。该传感器采用不锈钢材料，通过激光打孔技术制备，结构为周期性排列的空心哑铃形金属孔阵，整体为全金属设计，不使用传统介质基底，而以空气作为基底。利用有限积分法进行全波电磁仿真，得到最大折射率灵敏度为294.95 GHz/RIU，品质因数为4.03。实验以牛血清白蛋白（BSA）为...
基于超表面辅助的太赫兹（THz）实时无标记生物传感器备受关注，但在 THz 波段对强吸收液体样品进行高灵敏度特异性检测仍具挑战。本文将石墨烯与 THz 超表面集成到微流控细胞中，用于高灵敏生物传感。所提出的 THz 石墨烯-超表面微流控平台可有效减少样品溶液体积，并增强生物分子与 THz 波之间的相互作用，从而提高灵敏度。作为概念验...
超材料启发的太赫兹（THz）生物传感器旨在发展高灵敏度、无标记的生物传感策略。然而，溶剂水在太赫兹波段具有强吸收，会掩盖大多数有意义的分子信号；已报道的多数太赫兹生物传感器需要繁琐干燥样品或替换为低吸收介质，从而损害目标分子原始生物活性并影响其分布均匀性。本文提出并制备了一种基于适配体水凝胶功能化太赫兹超材料的分子特异性太赫兹生物传...
近年来，超材料启发的生物传感器因快速、低成本的太赫兹检测而受到广泛关注，但以往研究主要关注共振频率变化，而同样能提供分析物信息的幅度变化尚未被充分分析。本文通过同时观察频率与幅度两个变化维度，提出一种用于胶质瘤细胞分子分型的无标记生物传感方法。所提出的超材料生物传感器由金属切割线和开口环谐振器组成，在太赫兹频段实现偏振无关的电磁感应...
由于多数生物分子尺寸与太赫兹（THz）波长相当，THz 波段在生物医学和生物传感中受到关注。本文提出一种非侵入、无标记的 THz 生物传感器，用于水样生物样品的快速检测与实时监测。传感器采用微流控方式，并利用局部伪表面等离子体（LSSP）谐振器的高度局域化特性，使其对表面附近介电常数的微小变化具有高灵敏度。该传感器设计于 1 THz...
无标记太赫兹（THz）生物传感器在生物材料检测和即时诊断中具有潜力，但太赫兹衍射极限以及缺乏发射器集成的太赫兹生物传感器限制了高分辨率近场无标记太赫兹传感的发展。本文首次通过单片集成非对称双开环谐振器超材料与铁磁异质结自旋电子太赫兹发射器，实现了一种太赫兹发射生物传感器。该器件具有共振频率为1.02 THz的电磁感应透明（EITA）...
便携式一次性生物传感设备实现癌细胞的现场检测与分析具有重要意义。传统标记技术虽可提供准确定量测量，但复杂的细胞染色和高成本测量限制了其进一步发展。本文报道了一种非免疫生物传感技术：基于太赫兹波段各向异性谐振开环谐振器（SRR）的等离激元生物传感器，成功实现了癌细胞的无抗体识别。在不同偏振下，谐振频率偏移Δf和拟合相位斜率（FPS）对...
太赫兹技术可用于生物分子的无标记检测，但要用于医学诊断，必须显著降低检测下限。本文报道了一种基于非对称双开口环谐振器（aDSRR）的超灵敏太赫兹生物传感器，用于在生理相关浓度下直接、无标记且无需PCR扩增地检测DNA。该传感器利用频率选择表面在太赫兹频段形成尖锐谐振，并通过选择性功能化与局域电场集中提高敏感性和特异性。芯片采用石英玻...
本文提出一种基于高阶 Fano 超材料（FRMMs）的多模式集成生物传感器。该传感器由不对称 U 形谐振器与矩形条谐振器构成，在 x 偏振和 y 偏振太赫兹波激励下分别激发四极（Qx、Qy）、八极（Ox、Oy）和十六极（Hx）Fano 共振模式。通过整合各共振模式的频率偏移 Δf，可无标记检测肺癌细胞 A549 的浓度；不同细胞浓度...
提出一种基于电磁诱导透明类（EIT-like）超材料（MMs）的新型生物传感器。破缺对称双开口环谐振器可实现 EIT-like 等离子体共振，透明窗口位于 1.67 THz。耦合振子模型表明，双开口不对称度增加时，亮模与暗模耦合增强，非辐射阻尼 γ2 从 1.45 增至 1.85 THz，耦合系数 κ 从 3.46 增至 4.49 ...
工程化太赫兹（THz）超材料因其共振频率可精确调控，且与部分重要生物分子振动频率相近，在生物传感中具有独特优势。然而，THz波段中水的强吸收限制了其在癌症抗体或抗原等痕量生物分子检测中的应用。为克服水吸收并提高THz生物传感灵敏度，作者制备了两种与微流控集成的THz超材料生物传感器，用于早期肝癌生物标志物甲胎蛋白（AFP）和谷氨酰转...