發(fā)布時間：2021-08-24 08:46

　　近年來隨著科學和商業(yè)的發(fā)展需求,各種高性能的生物傳感器相繼出現(xiàn),其中光學生物傳感器由于具有高靈敏度,免標記,高檢測速度等優(yōu)點受到人們的青睞。表面等離子體共振（surface plasma resonance,SPR）生物傳感器是光學傳感器中發(fā)展較迅速和較全面的一種傳感器,但是SPR生物傳感器用具有負介電常數(shù)的金屬作為激發(fā)元件,這會使得傳感器的內(nèi)部損耗增大,從而影響傳感器的靈敏度和品質(zhì)因子。為了解決這個問題,新型的二維材料如石墨烯、二硫化鉬等被運用于提高生物傳感器的性能。另一方面研究者們選擇了損耗幾乎可以忽略不計的一維光子晶體結(jié)構(gòu),設計出布洛赫表面波（Bloch surface wave,BSW）生物傳感器,以此來彌補SPR生物傳感器當中存在的局限性問題。在本論文的研究當中,主要利用二維材料的特性來提高SPR生物傳感器的性能,同時還利用二維材料和光子晶體的結(jié)合設計出高性能的BSW生物傳感器。主要的研究成果如下:（1）設計一個棱鏡耦合的SPR生物傳感器,這個傳感器結(jié)構(gòu)利用兩層已知厚度的金層夾著數(shù)層二硫化鉬,以此形成波導結(jié)構(gòu),從而激發(fā)SPR現(xiàn)象,最后還在傳感器結(jié)構(gòu)的表面鍍上數(shù)層石墨烯來提高傳... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）基于otto模型的SPR生物傳感器結(jié)構(gòu)；（b）基于Kretschmann模型的SPR生物傳感器結(jié)構(gòu)

圖 1-2 Kretschmann 模型激發(fā)布 BSW 結(jié)構(gòu)圖器和 BSW 生物傳感器的性能比較器當中，金屬被選為 SPW 的激發(fā)材料，但是材料對入射能量的吸收能力，所以 SPW 在金耗逐漸增大，這個條件限制 SPR 傳感器當中當中金層的厚度被設置為 50nm，在這個條件敏度，如果金層的厚度再有所增長，那么傳感方程組的邊界條件推導，一般只用 TM 偏振的電場分量只沿著兩介質(zhì)的交界面處傳播，所苛刻的條件[55-57]，但是有一部分的生物分子 TM 偏振光才能激發(fā)的 SPR 生物傳感器在應不但具有快速、實時、免標記等優(yōu)點；同時

二維材料高靈敏度折射率生物傳感器的研究第 2 章 生物傳感器的傳輸矩陣研究方法陣法要研究的是塊狀平面堆疊而成的生物傳感器結(jié)構(gòu)，每一層平傳輸矩陣來表示，而代表每一層材料的傳輸矩陣只需要知道可以計算出來，所以對于平面結(jié)構(gòu)而言傳輸矩陣的計算方法便的研究方法。圖 2-1 是 N 層平面材料的結(jié)構(gòu)模型圖：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ultrasensitive biosensors based on long-range surface plasmon polariton and dielectric waveguide modes[J]. Leiming Wu,Jun Guo,Hailin Xu,Xiaoyu Dai,Yuanjiang Xiang.  Photonics Research. 2016(06)



本文編號：3359671