导　　师： 范滇元;项元江

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 近年来,表面等离子体共振(SPR)技术在各个领域中的应用掀起了一番研究热潮,例如食品安全测试,环境监测,医学诊断,生物工程等。特别是SPR在生物传感技术中的应用更是引起了广泛的关注和研究。表面等离子体激元(SPP)存在于金属表面,它对传感介质折射率的变化非常地敏感。传感介质折射率产生轻微的变化可导致反射率曲线的特征发生显着的变化。基于Kretschmann结构的传统SPR传感器通过在棱镜上覆盖一层金薄膜来实现表面等离子体波(surface plasmon wave,SPW)的激发。然而,传统的SPR生物传感器只具备较低的灵敏度,因此,设计一种高灵敏度的SPR生物传感器十分有必要。进入了21世纪以后,材料科学进入了一个全新地快速发展阶段,许多新材料被发现并引起了人们的极大兴趣,一些先进且实用的二维材料被人们所发现并得到了研究和应用,如石墨烯,过渡金属化合物(TMDCs),黑磷等。随着这些先进二维材料的引入和应用,SPR传感器的发展前景一片良好。本论文主要研究了二维材料在SPR生物传感器中对传感器灵敏度的增强作用,共设计了六种基于二维材料的SPR生物传感器芯片,所取得的创新成果如下:(1)设计了一种基于石墨烯-铝-石墨三明治结构的高灵敏度SPR传感器。结果发现我们设计的这种光学传感器的灵敏度是在没有加石墨烯时的3.4倍。特别地,我们设计的这种传感器可以通过增加石墨烯的层数来提高SPR传感器的灵敏度。相关研究成果发表在Journal of Applied Physics上。(2)设计了一种新颖的用以提高灵敏度和测量精度(DA)的石墨烯LRSPR生物传感器,与基于Au薄层的传统LRSPR结构相比,用石墨烯覆盖在金属表面,不仅可以防止其被氧化,还可以增强对生物分子的吸附能力,同时也能够增强灵敏度和DA。此外,我们证明了所设计的LRSPR生物传感器比普通的SPR生物传感器在灵敏度�

关 键 词： 生物传感器 石墨烯 黑磷

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