太赫兹超材料生物传感器的应用研究进展

摘要：

太赫兹(THz)波,是指频率范围在0.1～10 THz的电磁波,在电磁波谱中处于红外与微波之间.太赫兹波的光子能量相对于可见光更低,1 THz对应的能量大约只有4.14 meV,意味着这将大大减少对生物体内组织器官的辐射而引起的伤害,不会对生物分子产生电离.因此,该波段在基础科学、人体安检、危险品检测、高速通信和医学成像等领域具有重要的潜在应用价值.但在医药和生物探测的应用中,通常需要检测微量的分析物,这就需要更高的灵敏度和检测的准确度.但是现存的检测方法受到太赫兹波强度检测可靠性不高的影响.基于超材料的生物传感可以通过增强局域电磁谐振,实现亚波长分辨,大大提高了传感器的分辨率与灵敏度,引起了人们的广泛关注.超材料是一种人工设计的周期性结构,通过合理设计可以增强局域电磁谐振响应,实现亚波长分辨,大大提高传感器的分辨率与灵敏度.太赫兹超材料传感器为生物传感领域提供了一种新的检测方法,具有灵敏度高、响应速度快、无标记检测等优点.随着微纳加工技术的快速发展,制作超材料太赫兹传感器的成本不断降低,从而在生物医学领域具有非常大的潜在应用价值.基于超材料的太赫兹传感器的研究已成为目前一个非常热门的国际前沿方向.但是关于太赫兹超材料传感器的最新研究进展未见报道,为此通过大量搜集并整理相关资料,综述了太赫兹超材料传感器在各种生物探测场景中的最新应用,分别从医学诊断、食品安全、农药检测等方面展开介绍.最后,对太赫兹超材料在生物传感器的发展和应用前景进行了总结和展望.该研究将为人们充分掌握太赫兹超材料生物传感器的最新应用进展提供重要参考,同时为太赫兹超材料传感器的发展和应用提供方向性的指导.

关键词：太赫兹、超材料传感器、医疗诊断、食品安全、农药检测

所属期刊栏目：41

分类号：O433.1(光学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;毫米波国家重点实验室开放基金;深圳市科技计划基础研究项目

在线出版日期：2021-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1669-1677