本研究构建并系统分析了皱褶Ti3C2Tx MXene修饰玻碳电极（GCE），阐明表面化学与纳米形貌如何共同决定选择性生物分子检测。研究结合实验电化学测量与COMSOL多物理场模拟，解析抗坏血酸（AA）、多巴胺（DA）、尿酸（UA）和对乙酰氨基酚（ACA）的电荷转移与吸附机制。优化皱褶MXene（振幅10 nm、层厚10 nm）表现出...
光学生物传感器在许多应用中依赖流体腔实现受控液体输送，而完全液体置换对获得准确可靠结果至关重要。不同光学生物传感器的流体腔构型、体积和流速差异很大，目前缺乏标准化置换指南。本文针对斜入射反射率差（OI-RD）生物传感器，利用 COMSOL Multiphysics 有限元软件模拟两种流体腔中的液体置换过程，研究完全置换所需最小液体体...
固体表面上分子分析物的电离态对基础科学及纳米生物传感器设计具有重要意义。这些电离态由待测物质中分子之间以及分子与靶表面之间的相互作用诱导产生。本文利用 COMSOL Multiphysics 软件对带栅极控制的动态 PIN 二极管进行计算机模拟，研究表面电荷密度和分布对器件输出信号生成的影响。该器件具有内置势垒，能够在动态阳极偏置下...
本文设计并模拟了一种石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于检测细菌感染生物标志物甲硫醇（methanethiol, CH3SH）。由于石墨烯是零带隙半金属，作者采用两种带隙工程方法将其转变为半导体沟道材料：一是在石墨烯晶格中共掺杂受主与施主杂质（如 B-N、Al-P、Ga-As），二是在石墨烯表面吸附过渡金属（TM，如 Pd...
本文提出一种面向即时检测的生物传感器设计，其特点在于可利用适配体或结合蛋白识别多种目标生物分子，并通过金纳米颗粒增强电学检测。作者采用 COMSOL Multiphysics 软件，对指叉电极（IDEs）的电学性质以及基于金纳米颗粒增强的阻抗型生物传感机制进行模拟。模拟结果表明，在盐溶液中 IDE 表面会随时间形成电屏蔽层，并可在电...
本文提出一种基于石墨烯局域等离子体与生物分子吸附的红外生物传感器。器件由透明基底上的周期性石墨烯纳米带阵列构成，传感介质直接接触石墨烯表面；当生物分子吸附时，界面有效折射率改变，使中红外透射谱中的等离子体共振波长发生移动。数值模拟表明，在检测共振波长偏移时，器件灵敏度最高可达1697 nm/RIU。支撑石墨烯的透明基底可选绝缘体、半...