研究目的
设计并分析一种新型多模态表面等离子体共振生物传感器，该传感器采用特氟龙和超材料层实现高度色散定制特性，以提升生物识别性能。
研究成果
该多模表面等离子体共振传感器设计方案通过聚四氟乙烯和超材料层的辅助，实现了高度定制化的色散特性，通过消除色散图中的旁瓣并支持多达五种模式，从而实现高效的生物识别。该方案提升了灵敏度，并能更好地区分表面效应与体相效应，弥合了与实际生物传感应用之间的差距。
研究不足
由于制造工艺的挑战，无法对光学频率下的超材料层进行实验验证。该研究依赖于仿真和现有的双模传感器实验数据，限制了对所提出的多模设计的全面实验验证。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用传输矩阵法对表面等离子体共振（SPR）传感器的反射率、群延迟和群速度色散进行建模计算。设计由特氟龙、金、超材料和银层组成的多层结构以实现多模态操作。
2：样本选择与数据来源：
针对不同溶剂（空气、水、卵磷脂、脱氧血红蛋白）在633纳米波长下的折射率进行模拟。实验验证使用由SF-10玻璃、特氟龙AF层和金层制成的样品。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于金沉积的溅射系统、用于特氟龙旋涂的匀胶机、用于厚度测量的椭偏仪。材料包括SF-10玻璃、特氟龙AF、金、超材料、银、自组装单分子层（SAM）及溶剂。
4：实验流程与操作步骤：
制备过程包括清洁SF-10玻璃、以3500转/分钟旋涂特氟龙40秒、170°C烘烤25分钟、溅射金层，并通过椭偏仪测量厚度。计算反射率和色散参数并与理论模型对比。
5：0秒、170°C烘烤25分钟、溅射金层，并通过椭偏仪测量厚度。计算反射率和色散参数并与理论模型对比。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：基于矩阵法推导的反射率、相位、群延迟和群速度色散方程分析数据。分别针对角度和波长探测场景进行模拟。
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获取完整内容-
SF-10 glass
Used as a substrate prism in the SPR sensor setup.
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Te?on AF
Buffer layer to create symmetric profile and assist in multimode excitation.
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Gold film
Metal layer for surface plasmon resonance.
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Metamaterial layer
Layer between metals to enable multimode operation and dispersion tailoring.
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Silver layer
Additional metal layer in the multilayer structure.
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SAM layer
Self-assembled monolayer used as an analyte binding layer.
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Sputtering system
Used for depositing thin gold films.
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Spin coater
Used for applying Te?on layer.
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Ellipsometer
Used for measuring thickness of deposited layers.
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