为利用超低功耗逻辑与架构设计技术实现植入式生物传感器，无线超声技术因介质衰减较低且允许的安全强度较高，成为体内能量传输的有力候选。当生物传感器尺寸小于100 µm时，多数器件难以满足数字电子所需的电压和功率。本研究对文献中三种基于钪掺杂氮化铝（ScAlN）的压电微机械超声换能器（pMUT）进行数值比较，工作频率为1–10 MHz，分...
癌症早期检测仍是重大挑战，现有SPR-PCF传感器在灵敏度与光-分析物相互作用方面不足。为此，本研究提出并验证了一种基于MXene功能化光子晶体光纤（PCF）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器采用MXene纳米材料与金（Au）复合结构，并结合圆形空气孔排布与双矩形凹槽形貌设计，利用MXene的高导电性和金的化学稳定性，同...
本文研究基于石墨烯的场效应晶体管（FET）生物传感器中漏极电流（Id）输出性能，通过信噪比（SNR）优化获得高 Id 器件。作者采用有限元法建立新型顶栅 FET 的三维仿真模型，以二氧化钛-还原氧化石墨烯（TiO2-rGO）纳米复合材料作为换能材料，构建生物传感平台。利用 Minitab 软件中的田口混合水平方法，基于正交表 L18...
空芯光纤传感器因结构简单、传输损耗低而受到关注。本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的新型空芯负曲率光纤（HC-NCF）传感器。其包层由六个圆形石英管和两个椭圆石英管组成，以降低制造复杂度；化学稳定的金（Au）涂覆在传感结构内壁，用于诱导 SPR 效应。该传感器通过检测注入空芯的分析物折射率（RI）微小变化实现传感。研究采用有限...
新型冠状病毒肺炎（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，症状谱宽导致确诊困难，现有检测手段存在设备短缺、排队时间长等问题。SPECT、CT、PET 和 ELISA 等方法较慢且成本较高；RT-PCR 是金标准，但需高技能人员且周转时间较长。快速免疫诊断虽可及性好，但准确性存在折中。光学传感器因...
本研究采用基于连续介质建模的有限元仿真方法，评估单壁氮化硼纳米管（SWBNNT）作为生物传感器用于多种细菌和病毒质量检测的可行性。研究将不同种类的细菌或病毒置于悬臂梁构型SWBNNT的自由端，将其视为附加质量，分析吸附后系统共振频率的变化。作者基于Euler-Bernoulli梁理论建立解析模型，并考虑有效壁厚，对SWBNNT进行连...
本文针对单壁碳纳米管（SWCNT）悬臂生物传感器开展三维有限元建模与仿真，研究生物颗粒检测过程中目标分子结合引起梁端质量附着和纳米颗粒添加所导致的弯曲变形。该传感器以硅衬底为接地电极，氮化硅层作为介质隔离，SWCNT作为高长径比悬臂梁，其表面可修饰金纳米颗粒并固定特异性抗体，同时用分子层抑制非特异性吸附。论文建立了静电-机械耦合分析...
本文研究矩形、三角形和阶梯轮廓微悬臂梁在表面应力下的挠度、共振频率和应力特性，为微悬臂梁生物传感器选择更优传感元件。微悬臂梁生物传感器通过功能化表面结合目标分子产生表面应力，并转换为可测挠度；整体灵敏度取决于设计灵敏度（挠度）和测量灵敏度（共振频率）。作者用ANSYS Multiphysics有限元建立三维模型，对六种设计进行静力与...