生物传感器在生物医学诊断、环境监测和药物研发中具有变革潜力。石墨烯基表面等离子共振（SPR）生物传感器因高灵敏度、可扩展性和低成本制备而备受关注。本研究探讨石墨烯基 SPR 生物传感器的工作原理与设计方法，重点分析电解质门控对传感性能的影响，并将石墨烯量子电容作为提高性能预测准确性的关键参数纳入模型。通过计算分析灵敏度与关键性能指标...
基于石墨烯的离子敏感场效应晶体管（GFET）可作为生物传感器，其核心机制是电解质与石墨烯沟道界面形成双电层（EDL），从而通过界面电场调控沟道载流子浓度，实现高灵敏度、可扩展且低成本的检测。本文围绕该类器件的工作原理与现有建模方法展开，以钠离子（Na+）为案例，比较不同双电层模型对石墨烯生物传感器检测性能的影响，并系统考虑石墨烯量子...
室温下理想的生物传感器材料应具备极大的单位质量比表面积，并能利用量子力学特性，石墨烯及其他二维（2D）材料符合这一设想。该文综述了石墨烯和二维材料用于生物分子传感的科学基础与应用进展。不同尺寸和类型生物分子的检测通常通过生物分子与二维材料表面相互作用，调制材料中的电荷密度或电流，并表现为电容或电阻等阻抗参数的变化。二维材料有望实现单...
脱氧核糖核酸（DNA）杂交可用于检测疾病相关基因表达，是重要的分子诊断工具。已有研究利用石墨烯基离子敏感场效应晶体管（ISFET）检测DNA杂交。硅烯（silicene）是结构类似石墨烯的二维硅同素异形体，因独特的电学、力学和传感特性受到关注。本文提出一种由硅烯层和电解液层构成的ISFET结构，用于无标记检测DNA杂交。当DNA杂交...