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基于二硫化钼-石墨烯杂化纳米结构与银金属层的超灵敏表面等离子体共振生物传感器

DOI：10.1007/s11082-018-1739-y 期刊：Optical and Quantum Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 基于等离子体技术的光学生物传感器是生物光子学领域的重要研究方向。石墨烯-二硫化钼（MoS2）复合结构在设计和制造高灵敏度光学生物传感器方面具有显著优势。本文提出了一种由纳米结构Ag/MoS2/石墨烯构成的高性能、高灵敏度光学生物传感器。该表面等离子体共振（SPR）生物传感器采用Kretschmann构型，通过研究不同状态下传感器的灵敏度增强效应，通过优化MoS2层数和金属层厚度，实现了传感器灵敏度的提升，最终获得最大灵敏度约190°/RIU。对于这种具有最高灵敏度的超灵敏SPR生物传感器，其MoS2和石墨烯层数均为2层，共振波长设定为680 nm。
作者： Hamid Vahed，Cyrus Nadri
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出并研究一种纳米结构Ag/MoS2/石墨烯作为高性能、高灵敏度的光学生物传感器，特别是通过确定MoS2层数和金属层厚度来增强灵敏度。

研究成果

所提出的基于Ag/MoS2/石墨烯混合结构的SPR光学生物传感器实现了190°/RIU的高灵敏度。当银层厚度为60纳米、采用两层MoS2和两层石墨烯、并以SF10棱镜作为光耦合器时，可获得最佳性能。MoS2层的存在既增强了灵敏度又?；ひ忝馐苎趸?，而石墨烯则作为有效的生物诊断组件。该设计在灵敏度和品质因数方面均优于近期其他生物传感器。

研究不足

该研究基于数值模拟和理论建模，未提供实验验证。其局限性包括对特定折射率和层属性的假设，可能无法涵盖实际变化或制造挑战。灵敏度针对特定条件（如波长680纳米、银层厚度60纳米）进行了优化，这可能限制其普适性。

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