研究目的
通过在传感器结构中引入石墨烯和钛酸钡层来提高表面等离子体共振生物传感器的灵敏度和性能。
研究成果
所提出的表面等离子体共振（SPR）生物传感器采用优化的银（45纳米）、钛酸钡（10纳米）和单层石墨烯层结构，实现了257°/RIU的高灵敏度、5.705°的低半高宽，以及比现有生物传感器高出两倍的品质因数。该设计凭借改进的性能指标，在增强型生物分子检测应用中展现出良好前景。
研究不足
该研究是理论性和计算性的，缺乏实验验证。它假设材料具有理想特性，且未考虑实际制造挑战或可能影响传感器性能的环境因素。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于Kretschmann构型的表面等离子体共振（SPR）激发理论方法，运用传输矩阵法求解由BK7棱镜、银（Ag）、钛酸钡（BaTiO3）、石墨烯及传感介质层构成的多层模型的菲涅尔方程，通过角度扫描法分析反射率与共振峰偏移。
2：3）、石墨烯及传感介质层构成的多层模型的菲涅尔方程，通过角度扫描法分析反射率与共振峰偏移。 样本选择与数据来源：
2. 样本选择与数据来源：未使用实体样本，全部为计算分析。材料特性数据（如BK7、Ag、BaTiO3、石墨烯的折射率）来源于文献及理论模型（如银的Drude-Lorentz模型、钛酸钡的实验数据）。
3：Ag、BaTiO石墨烯的折射率）来源于文献及理论模型（如银的Drude-Lorentz模型、钛酸钡的实验数据）。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：包含BK7棱镜、银薄膜、钛酸钡层、石墨烯层及传感介质。因属理论研究，未提及具体仪器品牌或型号。
4：实验流程与操作步骤：
在固定波长633nm条件下，计算不同银膜厚度（30-50nm）、钛酸钡层厚度（0-10nm）及石墨烯层数（0-10层）对应的最小反射率与共振角偏移，通过电场分布分析灵敏度增强机制。
5：数据分析方法：
采用定义公式计算灵敏度（S）、半高全宽（FWHM）、检测精度（DA）及品质因数（Q），并与现有文献生物传感器进行对比。
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BK7 prism
Used as the base component in the Kretschmann configuration for SPR excitation, providing a high refractive index surface for light incidence.
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Silver thin film
Acts as the metal layer to support surface plasmon resonance; its thickness is optimized for sensitivity enhancement.
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Barium titanate layer
Placed between silver and graphene layers to enhance sensitivity due to its high refractive index and low loss properties.
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Graphene layer
Used to adsorb biomolecules efficiently due to high surface area and π stacking interactions, improving sensor performance.
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