本文理论提出并分析了一种用于中红外区域口腔癌检测的石墨烯辅助一维光子晶体生物传感器，采用转移矩阵法计算其光学响应。该结构由高折射率与低折射率介质层交替排列构成，中心为口腔组织缺陷腔，可在光子带隙内支持高度局域的缺陷模共振。健康与癌变口腔组织的有效折射率差异会改变缺陷腔光程，使共振波长发生可测移动，从而实现无标记光学检测。结果显示，传...
汞离子（Hg2+）具有强毒性，对生态环境和人体健康构成严重威胁，亟需高灵敏检测方法用于环境监测。本文报道了一种基于纸基石墨烯的单链DNA（ssDNA）探针传感器，用于检测水相中的Hg2+。该传感器利用胸腺嘧啶-汞-胸腺嘧啶（T-Hg2+-T）配位化学实现特异性识别。为阐明探针结构对传感性能的影响，作者设计了桥接片段中连续鸟嘌呤（G）...
早期癌检测受益于无标记、高灵敏度的表面等离子共振（SPR）生物传感器。本研究采用传输矩阵法（TMM），在633 nm波长下对基于CaF2/Cu/TiO2/石墨烯的多层SPR结构进行计算评估。在1–5 ng/mL癌相关生物标志物浓度范围内，分析了反射率、共振角位移和近场分布，并推导灵敏度、检测准确度（DA）、品质因数（FoM）和检出限...
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...
本文提出一种基于金（Au）、二硫化钼（MoS₂）和石墨烯混合结构的高性能多层表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于增强折射率传感性能。金层用于高效激发表面等离子体，MoS₂层用于最大化电磁场局域，石墨烯单层用于增强光-物质相互作用和分子吸附。在633 nm波长下模拟结果显示：对磷酸盐缓冲液（PBS）灵敏度为80.0°/RIU（FO...
本文提出一种基于一维 Thue–Morse 准周期光子晶体的生物传感器，用于癌症检测。该结构在交替多孔硅增益–损耗层中引入宇时（PT）对称与例外点（EP）工程，并在关键界面集成石墨烯纳米层，以实现强光学场限制和 EP 附近共振锐化。通过系统参数优化，确定石墨烯化学势和弛豫时间的最优值分别为 0.408 eV 和 0.5 ps，此时传...
血液癌症若未能早期发现可能致命。本文提出一种基于机器学习的创新生物传感器，用于识别血液中的癌症特异性生物标志物，从而实现及时诊断、早期干预和靶向治疗，提高生存率。作者设计了一种石墨烯基传感器，采用先进材料增强灵敏度，用于快速、早期血液癌症检测，提高诊断准确性并及时医疗干预，改善患者预后。通过机器学习优化获得更高灵敏度。该石墨烯传感器...
本研究提出一种基于拓扑边缘态与石墨烯异质结构的人血清白蛋白（HSA）光学生物传感器。该传感器利用光子晶体异质结中激发的光学拓扑边缘态，在195.5 THz通信波段形成深度大于95%的尖锐反射谷，并对传感层折射率变化表现出高响应性；同时借助石墨烯费米能级调制实现电导率动态调控，从而获得可调传感特性。数值结果表明，拓扑边缘态具有强局域场...
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...
本文提出一种高灵敏度、多模石墨烯基超材料（MM）生物传感器，用于折射率（RI）传感。该传感器由金（Au）双分裂椭圆谐振器（DSER）周期阵列、石墨烯包覆的二氧化硅（SiO2）衬底以及底部金反射层构成，并采用有限差分时间域（FDTD）方法进行分析。双分裂椭圆几何结构可显著增强电磁场限制，并激发多个独立共振模式，优于通常仅支持单模或双模...
皮肤癌是全球常见且危及生命的恶性肿瘤，早期检测对提高治疗成功率至关重要。本文提出一种基于石墨烯、银（Ag）和二氧化硅（SiO2）的多层表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，用于皮肤癌生物标志物的早期识别。该结构采用金属-绝缘体-金属（MIM）构型，其中 Ag 提供强等离子体响应，SiO2 作为介电隔离层，石墨烯作为可调纳米材料层，...
本文提出一种用于蛋白质生物标志物检测的超表面生物传感器设计。该传感器由四个相同的 8 字形 MXene 谐振器、黑磷和石墨烯涂层构成，利用 MXene 的表面功能化增强分析物耦合，黑磷提供各向异性太赫兹吸收，石墨烯通过化学势调控实现动态可调。仿真分析显示，传感器在 0.31–0.46 THz 范围内具有竞争性的折射率灵敏度 395 ...
本研究提出一种五层表面等离子共振（SPR）生物传感器结构，由 BK7 玻璃基底、银等离子体薄膜、单层石墨烯、黑磷介质层和分析物区域组成，面向低折射率介质的高精度检测。石墨烯-黑磷异质结协同利用石墨烯极高比表面积与黑磷各向异性光学响应，在传感界面形成显著电磁场限制。检测过程主要依赖角度 SPR 峰的出现，并通过优化银层厚度、石墨烯厚度...
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...
本研究提出并理论研究了基于石墨烯耦合棱镜Otto结构的太赫兹表面等离子共振（SPR）光学生物传感器。通过系统数值模拟，作者表明利用外加磁场主动调控石墨烯电导率，可实现可调谐的SPR响应并显著提高相位灵敏度。研究采用转移矩阵法计算多层结构的反射率与相位，分析磁场强度、SiO2和玻璃层厚度以及石墨烯费米能级对SPR反射谷、半高宽和灵敏度...
本研究提出一种基于切割石墨烯的局部表面等离子共振（LSPR）生物传感器，并与石墨烯-金纳米颗粒结构对比，用于检测癌胚抗原（CEA）。传感器由金基底、二氧化硅（SiO2）介质层和带周期性切割的石墨烯层构成，利用石墨烯可调共振频率和结构偏振无关特性。在约8.9 THz频段，第一结构吸收率高于99.4%–99.9%，加入金纳米颗粒的第二结...
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...
本文提出一种整合石墨烯、氮化硅和硫醇连接单链DNA（ssDNA）层的表面等离子共振（SPR）生物传感器的理论设计与优化方案，用于疟疾检测及感染阶段区分。研究采用Kretschmann构型，基于传输矩阵法（TMM）对Sys3和Sys4两种多层结构进行模拟，并优化银、氮化硅、石墨烯和ssDNA层厚度。最终设计依据环状体、滋养体和裂殖体感...
石墨烯是单层石墨原子层，其分离标志着材料科学的重要转折。石墨烯基纳米材料相比许多其他纳米材料具有更优的生物相容性，并因高电导率、高本征载流子迁移率、光学透明性、大比表面积和优异机械柔性而受到关注，可应用于太阳能电池、触摸屏及稳健材料。目前，光谱和色谱等传统方法已用于检测生物分子、药物和重金属，但电化学方法因便携、选择性好和灵敏度高，...
表面等离子共振（SPR）生物传感器因结果可靠、稳定性高，在生物检测中应用广泛，但角度探测型SPR传感器存在灵敏度较低、实时性不足和动态检测范围有限等问题。本文基于黑磷（BP）/石墨烯二维范德华异质结（vdWhs）设计了一种角度探测SPR生物传感器。该传感器采用固定角度入射方式，在保证实时性能的同时提升检测灵敏度；利用BP的光学各向异...