Nanoscale advances
2021
Varshney G, Giri P
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...
Biosensors
2021
Liu Y, Zheng Q, Yuan H, Wang S 等 8 人
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...
IEEE transactions on nanobioscience
2021
Khan MS, Varshney G, Giri P
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...
Nanoscale research letters
2021
Wang G, Zhu F, Lang T, Liu J 等 6 人
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...
Biosensors & bioelectronics
2021
Zhou R, Wang C, Huang Y, Huang K 等 8 人
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...
ACS sensors
2021
Zhou J, Zhao X, Huang G, Yang X 等 10 人
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...
Biosensors & bioelectronics
2021
Zhang J, Mu N, Liu L, Xie J 等 8 人
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...
IEEE transactions on biomedical circuits and systems
2021
Pandit N, Jaiswal RK, Pathak NP
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...