基于太赫兹超常媒质谐振型NEMS生物传感器的基础研究

近年来，利用超常媒质的超常规电磁特性实现新型的生物传感技术，获得了广泛的关注。然而，受电场能量聚集、生物分子或溶液有效吸附以及吸收损耗的限制，无法实现微量生物物质的检测和识别。本项目针对尖型开口微纳谐振环结构的太赫兹超常媒质实现微量生物分子或溶液检测和识别的生物传感器展开研究。首先，采用理论分析与数值仿真相结合的方法分析太赫兹超常媒质实现微量生物分子或溶液检测和识别机理；其次，对实现微量生物分子或溶液检测和识别的太赫兹超常媒质NEMS生物传感器进行结构设计和优化分析；最后，分析器件的集成加工技术的兼容性以及测试方法，制备出能够探测生物样品的太赫兹超常媒质谐振型NEMS生物传感器，并进行实验测试和性能分析。本项目的预期成果有望解决目前微量生物传感信号输出变化微弱的缺点，实现了对微量生物分子或溶液的无标记、非侵入、高灵敏以及实时监视的检测和识别，并促进有实用价值的超常媒质生物分子传感器的研究。

随着传感技术的发展，利用超常媒质的超常规电磁特性实现新型的生物传感技术，获得了广泛的关注。然而，受电场能量聚集、生物分子或溶液有效吸附以及吸收损耗的限制，无法实现微量生物物质的检测和识别。本项目针对开口微纳谐振环结构的太赫兹超常媒质实现微量生物分子或溶液检测和识别的生物传感器展开研究。首先，采用理论分析与数值仿真相结合的方法分析太赫兹超常媒质实现微量生物分子检测机理；其次，提出了镶嵌式开口谐振环微波超常媒质生物传感器和基于两非对称的微纳结构的电磁诱导透明超常媒质生物传感器；最后，分析器件的集成加工技术的兼容性以及测试方法，在此基础上制备了可应用于生物传感的双带超常媒质吸收器, 并进行实验测试和性能分析。因此本项目的研究成果解决目前微量生物传感信号输出变化微弱的缺点，实现了对微量生物分子或溶液的无标记、非侵入、高灵敏以及实时监视的检测和识别，并促进有实用价值的超常媒质生物分子传感器的研究。