基于石墨烯的THz波段高靈敏度SPR氣體傳感器研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-12 04:58
太赫茲波由于其獨(dú)特的性質(zhì),尤其在生物分子探測(cè)、醫(yī)學(xué)成像、氣體污染檢測(cè)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用格外受到青睞。近年來(lái)由于石墨烯在太赫茲波段的優(yōu)良性質(zhì)加上表面等離子體共振理論和技術(shù)的完善與發(fā)展,使得太赫茲在傳感領(lǐng)域再次煥發(fā)生機(jī),利用太赫茲技術(shù)進(jìn)行傳感檢測(cè)可以達(dá)到高靈敏、零污染、無(wú)危害的目的,為傳感領(lǐng)域的發(fā)展又注入了一股新思想。本文針對(duì)近年來(lái)太赫茲傳感技術(shù)的快速發(fā)展和迫切需求,但是對(duì)氣體傳感的研究卻鮮有突破的現(xiàn)狀,結(jié)合表面等離子共振技術(shù)與石墨烯技術(shù)對(duì)如何實(shí)現(xiàn)高靈敏的氣體傳感進(jìn)行深入的理論研究,并闡述了相關(guān)研究結(jié)果。當(dāng)太赫茲波以全反射的方式入射到Otto型裝置上時(shí),消逝波與石墨烯表面的等離子體波發(fā)生耦合共振,致使反射譜中出現(xiàn)一個(gè)能量吸收峰,利用表面等離子體技術(shù)可以敏銳地捕捉到氣體折射率的微弱變化,并將其放大表現(xiàn)為共振角度的偏移,本文通過(guò)參數(shù)優(yōu)化使傳感器工作頻段可以達(dá)到3-6THz,具有較高的寬帶性,并創(chuàng)新性地引入磁場(chǎng)對(duì)石墨烯介電常進(jìn)行調(diào)控,使傳感器的靈敏度增大20倍以上,同時(shí)還增加了傳感器的寬帶可調(diào)性。本文主要工作內(nèi)容及成果如下:1.理論分析表面等離子體共振的激發(fā)條件,表明在金屬和介質(zhì)分界面兩側(cè)物質(zhì)的介...
【文章來(lái)源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:44 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
太赫茲人體安檢儀及其檢測(cè)效果
能夠檢測(cè)出傳統(tǒng)安檢無(wú)法檢測(cè)到的陶瓷、毒品、液體等東西檢設(shè)備。對(duì)于恐怖分子的自殺式炸彈恐怖襲擊,也可以利用用 THz 安檢儀對(duì)可疑分子進(jìn)行非接觸性的遠(yuǎn)程檢查,讓整個(gè),[4]國(guó)內(nèi)推出首款太赫茲人體安檢儀(圖 1-1),目前在烏魯使用,且效果良好。新疆在太赫茲系統(tǒng)集成化安檢方面邁出圖 1-1 太赫茲人體安檢儀及其檢測(cè)效果
圖 1-4 單層石墨烯結(jié)構(gòu)[28](L. D. Landau)和佩爾斯(R. E. Peierls)理論上提性,在常溫下會(huì)發(fā)生迅速分解,因此石墨烯的發(fā)現(xiàn)年英國(guó)曼切斯特大學(xué)的安德烈·蓋姆(Andre K. Ge夫(Kostya S. novoselov)首先使用機(jī)械剝離法將石石墨烯的電場(chǎng)效應(yīng)[29],一舉震驚了世界各地區(qū)的研
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯材料發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 史冬梅,何大方,張雷. 科技中國(guó). 2018(01)
[2]太赫茲技術(shù)在反恐防爆領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J]. 涂昊,武帥. 警察技術(shù). 2016(03)
[3]石墨烯在微波至可見(jiàn)光波段的電磁特性[J]. 潘登科,謝亞楠,劉志坤,耿莉,宋盼. 中國(guó)科技論文. 2015(18)
[4]太赫茲波生物醫(yī)學(xué)研究的現(xiàn)狀與未來(lái)[J]. 馮華,李飛,陳圖南. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]棱鏡型SPR傳感特性仿真分析[J]. 羅倩倩. 電子測(cè)試. 2011(08)
[6]太赫茲光譜技術(shù)在氣體檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 吳亮,凌福日,劉勁松,姚建銓. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2009(07)
[7]基于SPR生物傳感器的免疫學(xué)檢測(cè)[J]. 段媛媛,楊成麗,周建剛,夏應(yīng)清,李安邦,范文韜,劉德立. 生物技術(shù)通訊. 2002(04)
博士論文
[1]石墨烯及其異質(zhì)結(jié)的非線性表面等離子體激元研究[D]. 吳粵湘.深圳大學(xué) 2017
[2]石墨烯表面等離激元濾波器的研究[D]. 盛世威.山東大學(xué) 2015
[3]微納結(jié)構(gòu)中表面等離子體激元的放大與傳播研究[D]. 朱君.燕山大學(xué) 2014
[4]石墨烯微結(jié)構(gòu)的表面等離子體學(xué)特性研究[D]. 劉鵬翃.南開(kāi)大學(xué) 2014
[5]表面等離子激元光波導(dǎo)的基礎(chǔ)研究[D]. 徐超.浙江大學(xué) 2014
[6]基于波長(zhǎng)調(diào)制SPR折射率測(cè)量系統(tǒng)研究[D]. 黃妍.黑龍江大學(xué) 2012
碩士論文
[1]強(qiáng)磁場(chǎng)下石墨烯的太赫茲時(shí)域光譜研究[D]. 李廣江.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]表面等離子體波在幾種石墨烯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中傳輸特性研究[D]. 王小賽.江南大學(xué) 2017
[3]石墨烯表面等離子體波以及在太赫茲調(diào)制器中的應(yīng)用研究[D]. 孫潤(rùn)亮.中國(guó)計(jì)量學(xué)院 2015
[4]MIT-SPR技術(shù)對(duì)液相水楊酸的檢測(cè)及氣相SO2的探索[D]. 丁永紅.北京理工大學(xué) 2015
[5]利用表面等離子體共振傳感技術(shù)分析氣體成分研究[D]. 劉毅.黑龍江大學(xué) 2008
[6]表面等離子體共振理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 殷澄.南京理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3584141
【文章來(lái)源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:44 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
太赫茲人體安檢儀及其檢測(cè)效果
能夠檢測(cè)出傳統(tǒng)安檢無(wú)法檢測(cè)到的陶瓷、毒品、液體等東西檢設(shè)備。對(duì)于恐怖分子的自殺式炸彈恐怖襲擊,也可以利用用 THz 安檢儀對(duì)可疑分子進(jìn)行非接觸性的遠(yuǎn)程檢查,讓整個(gè),[4]國(guó)內(nèi)推出首款太赫茲人體安檢儀(圖 1-1),目前在烏魯使用,且效果良好。新疆在太赫茲系統(tǒng)集成化安檢方面邁出圖 1-1 太赫茲人體安檢儀及其檢測(cè)效果
圖 1-4 單層石墨烯結(jié)構(gòu)[28](L. D. Landau)和佩爾斯(R. E. Peierls)理論上提性,在常溫下會(huì)發(fā)生迅速分解,因此石墨烯的發(fā)現(xiàn)年英國(guó)曼切斯特大學(xué)的安德烈·蓋姆(Andre K. Ge夫(Kostya S. novoselov)首先使用機(jī)械剝離法將石石墨烯的電場(chǎng)效應(yīng)[29],一舉震驚了世界各地區(qū)的研
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯材料發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 史冬梅,何大方,張雷. 科技中國(guó). 2018(01)
[2]太赫茲技術(shù)在反恐防爆領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J]. 涂昊,武帥. 警察技術(shù). 2016(03)
[3]石墨烯在微波至可見(jiàn)光波段的電磁特性[J]. 潘登科,謝亞楠,劉志坤,耿莉,宋盼. 中國(guó)科技論文. 2015(18)
[4]太赫茲波生物醫(yī)學(xué)研究的現(xiàn)狀與未來(lái)[J]. 馮華,李飛,陳圖南. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]棱鏡型SPR傳感特性仿真分析[J]. 羅倩倩. 電子測(cè)試. 2011(08)
[6]太赫茲光譜技術(shù)在氣體檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 吳亮,凌福日,劉勁松,姚建銓. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2009(07)
[7]基于SPR生物傳感器的免疫學(xué)檢測(cè)[J]. 段媛媛,楊成麗,周建剛,夏應(yīng)清,李安邦,范文韜,劉德立. 生物技術(shù)通訊. 2002(04)
博士論文
[1]石墨烯及其異質(zhì)結(jié)的非線性表面等離子體激元研究[D]. 吳粵湘.深圳大學(xué) 2017
[2]石墨烯表面等離激元濾波器的研究[D]. 盛世威.山東大學(xué) 2015
[3]微納結(jié)構(gòu)中表面等離子體激元的放大與傳播研究[D]. 朱君.燕山大學(xué) 2014
[4]石墨烯微結(jié)構(gòu)的表面等離子體學(xué)特性研究[D]. 劉鵬翃.南開(kāi)大學(xué) 2014
[5]表面等離子激元光波導(dǎo)的基礎(chǔ)研究[D]. 徐超.浙江大學(xué) 2014
[6]基于波長(zhǎng)調(diào)制SPR折射率測(cè)量系統(tǒng)研究[D]. 黃妍.黑龍江大學(xué) 2012
碩士論文
[1]強(qiáng)磁場(chǎng)下石墨烯的太赫茲時(shí)域光譜研究[D]. 李廣江.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]表面等離子體波在幾種石墨烯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中傳輸特性研究[D]. 王小賽.江南大學(xué) 2017
[3]石墨烯表面等離子體波以及在太赫茲調(diào)制器中的應(yīng)用研究[D]. 孫潤(rùn)亮.中國(guó)計(jì)量學(xué)院 2015
[4]MIT-SPR技術(shù)對(duì)液相水楊酸的檢測(cè)及氣相SO2的探索[D]. 丁永紅.北京理工大學(xué) 2015
[5]利用表面等離子體共振傳感技術(shù)分析氣體成分研究[D]. 劉毅.黑龍江大學(xué) 2008
[6]表面等離子體共振理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 殷澄.南京理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3584141
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