SPR biosensor with a graphene overlayer for carcinoma detection.
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...
High-performance Au-MoS₂-graphene multilayer SPR biosensor with superior sensitivity and precision.
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...
Efficient and optimized blood cancer detection using engineered graphene-based silicon-TiN-silicon multilayered plasmonic sensor design with behaviour prediction using machine learning.
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...
A simulation-based plasmonic terahertz nanosensor with graphene-enhanced sensitivity for diabetes monitoring.
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...
Development of a high-sensitivity multimode graphene-based metamaterial biosensor with a double-split elliptical resonator for refractive index sensing and biomedical applications.
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...
Design and optimization of localized plasmon resonance sensing via square-slotted Ag-graphene-dielectric metasurfaces for dermatological cancer identification using machine learning.
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，...
Plasmonic SPR biosensor with bayesian regression for non-invasive protein biomarker detection.
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 ...
Enhanced surface plasmon resonance biosensor with graphene-black phosphorus heterostructure for ultra-high sensitivity refractive index detection with machine learning for behaviour prediction.
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...
Highly Sensitive THz SPR Biosensor Based on Graphene-Coupled Prism Otto Structure.
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...
Graphene-based LSPR sensors enable polarization-independent detection of CEA antigens.
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...
Design and simulation of a graphene-integrated SPR biosensor for malaria detection.
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...
Widening of Dynamic Detection Range in Real-Time Angular-Interrogation Surface Plasmon Resonance Biosensor Based on Anisotropic Van Der Waals Heterojunction.
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...
Design of a PIT biosensor based on plasmonic-graphene-black phosphorous hybrid for hypercholesterolemia detection.
心血管疾病是全球主要死因，高胆固醇血症是严重心脏病的重要诱因。本文提出一种基于石墨烯-等离子体-黑磷混合结构的优异吸收器，并将其用于生物传感应用。该器件由石墨烯、黑磷、银、金和氧化铝构成的四分之一圆柱形及平板形多层结构组成。为提升吸收峰性能，研究了结构参数和石墨烯化学电位（Ef）对吸收光谱的影响。在优化特性后，该结构被用作检测血液样...
Highly sensitive label-free biosensor: graphene/CaF
本研究提出一种基于五层石墨烯/氟化钙（CaF2）多层光栅与法布里-珀罗（Fabry–Perot, FP）腔集成的无标记光学生物传感器，用于提高灵敏度（S）、品质因数（FOM）和品质因子（Q）。通过调节石墨烯化学势，在石墨烯/介质界面激发表面等离子共振（SPR）波；垂直偏振光源使光栅两侧作为电偶极子，使等离子体波相向传播并在样品活性区...
Ultrasensitive Surface Plasmon Resonance Sensor with a Feature of Dynamically Tunable Sensitivity and High Figure of Merit for Cancer Detection.
癌症是全球主要死因之一，早期检测对提高治愈率至关重要，而检测灵敏度决定了可检出的最低癌细胞浓度。表面等离子共振（SPR）通过监测样品折射率变化实现癌细胞检测，其灵敏度取决于可分辨的最小折射率变化。本文提出一种金-石墨烯-银-黑磷（Au-Gr-Ag-Black P）异质结构 SPR 传感器表面，用于基于折射率差异检测不同类型癌细胞。作...
Improved Differential Evolution Algorithm for Sensitivity Enhancement of Surface Plasmon Resonance Biosensor Based on Two-Dimensional Material for Detection of Waterborne Bacteria.
本文针对饮用水中水传细菌快速准确识别需求，研究了基于BK7棱镜—银（Ag）—MXene（Ti3T2Cx）—石墨烯—亲和层—传感介质的表面等离子共振（SPR）生物传感器。传感介质包括纯水、霍乱弧菌（V. cholera）和大肠杆菌（E. coli）。在Ag—亲和层—传感介质结构中，大肠杆菌对应的灵敏度最高，霍乱弧菌次之，纯水最低。采用...
Detection of Virus SARS-CoV-2 Using a Surface Plasmon Resonance Device Based on BiFeO
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发，已成为全球公共卫生问题，开发高灵敏、快速的冠状病毒检测器十分关键。本文提出一种基于表面等离子共振（SPRE）的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。为提高灵敏度，在金属银薄膜与石墨烯层之间插入一层 BiFeO3，使器件结构为 BK7 棱镜/Ag/BiFeO3/石墨...
A Sensitive Biosensor Based on Plasmonic-Graphene Configuration for Detection of COVID-19 Virus.
本文提出四种基于石墨烯-等离子体纳米组合的结构，用于检测冠状病毒尤其是 COVID-19。这些结构按半球形阵列和一维光子晶体格式排列，半球形与板状层由铝（Al）、金（Au）、二氧化硅（SiO2）和石墨烯（graphene）构成。一维光子晶体可使吸收峰波长向短波方向移动，同时提高吸收峰值。为提升器件功能，作者考察了结构参数和石墨烯化学...
A performance comparison of heterostructure surface plasmon resonance biosensor for the diagnosis of novel coronavirus SARS-CoV-2.
本文针对新型冠状病毒 SARS-CoV-2 诊断，对异质结构表面等离子共振（SPR）生物传感器进行了性能比较。研究基于传输矩阵法（TMM）计算反射率，并采用有限差分时间域（FDTD）方法分析石墨烯-传感层接触附近的电场强度。比较了 BaF2、BK7、CaF2、CsF、SF6 和 SiO2 等棱镜，TiO2 和铬等粘附层，Ag 和 A...
Numerical Simulation of Surface Plasmon Resonance Optical Fiber Biosensor Enhanced by Using Alloys for Medical Application.
结核是一种严重疾病，早期快速诊断可提高治愈机会。研究表明结核患者血液血浆折射率低于健康人。本文针对基于表面等离子共振（SPR）的光纤传感器，研究金属/氧化物/石墨烯多层结构，并比较光纤芯径为300、600和940 µm时以血液血浆为传感介质的性能。采用矩阵法在Wolfram Mathematica中模拟各结构的灵敏度、检测精度和品质...