金属纳米圆柱涂层石墨烯基超灵敏生物分子传感器综述

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基于引导电磁波沿金属和介质接触传播的传感器被称为表面等离子体共振(SPR)。雷竞技网页版探测过程是由于两种介质中传导电子和输出介质之间的共振耦合，其中光以指数方式衰减。SPR生物传感器引起了人们的好奇心，并一直是广泛的理论和实验研究的主题。由于它们的小型化性能，它们对折射率的变化高度敏感。有效折射率的变化来自传感区域和环境介质之间的连接。由于这种变化，共振波长的变化，允许测量灵敏度。更多的SPR传感器，如布拉格光栅纳米盘谐振腔光子晶体腔定向耦合器，光子晶体光纤，环形谐振腔[六方腔]已被提出用于测量折射率变化。

提出了一种高灵敏度表面等离子体共振生物分子传感器，该传感器采用石墨烯涂层的金属空心纳米圆筒。圆柱形增强了电场的浓度，允许检测分析(生物分子)折射率的微小变化。传感器由耦合到光源的三种模式组成;每一个都是由一个中空的金属圆柱体组成，圆柱体周围环绕着一层石墨烯，都在金属基体中。传感过程是通过SPR在表面等离子体极性和模式的核心引导模式之间的中介进行的，随后填充待测量的分析物。由于纳米柱体在纳米尺度约束中的重要光学特性，优化了纳米柱体的宽度以获得高灵敏度。灵敏度大大增强，达到185µm/ RIU。这三个圆柱形通道在大范围的入射角下对不同的分析有不同的响应，可以同时检测各种生物分子。这些优异的性能为从化学到生物传感的广泛应用铺平了道路，并为实现紧凑的多折射率传感器件表面等离子体共振(SPR)传感器是一种基于沿金属和介电界面传播的导电磁波的光学器件。光在两种介质中都呈指数衰减，检测过程主要是由于传导电子与外介质的共振耦合。

SPR生物传感器在理论和实验上引起了广泛的关注和广泛的研究。由于它们在微型化方面的表现，对折射率的变化高度敏感。传感区域与环境介质之间的耦合导致了有效折射率的变化。这种变化导致共振波长的偏移，因此可以测量灵敏度。更多的SPR传感器被提出用于测量折射率的变化，如布拉格光栅纳米盘谐振器光子晶体腔定向耦合器光子晶体光纤环形谐振器，M. Li提出了一种由波导和纳米腔组成的高灵敏度为1000-2000 nm (RIU)的传感器。在灵敏度为458 nm/RIU的等离子体硅波导气体检测中，L. Zhou也提出了使用灵敏度为580 nm/RIU的混合等离子体波导的小型化微环谐振器传感器。此外，还对金属绝缘体-硅波导传感器进行了理论研究，其灵敏度为430nm /RIU。此外，报道了一种基于椭球Al纳米壳的传感器，其光谱灵敏度为4111.4 nm/RIU，最小可探测折射率为2.45 × 10-5 nm/RIU。灵敏度约为1080 nm/RIU的混合等离子体模式传感器用于检测折射率的变化。

许多基于光子晶体光纤的传感器具有约13750 nm/RIU的高灵敏度，金属元素由于其较高的电子导电性而在传感应用中最有用。为了检测极低浓度的物质，需要具有高检测限和高灵敏度的设备。等离子体金属纳米颗粒，特别是由金和银制成的金属纳米颗粒，为快速检测低至大气的物质提供了重要的前景

单分子水平。局部表面等离子体共振特性使纳米颗粒在暴露于电磁辐射时有效地吸收和散射光。通过设计具有高灵敏度的纳米颗粒，他们可以准确地检测到其他检测技术无法检测到的未知生物分子。在这项工作中，用小体积石墨烯填充分子的金属空心纳米圆筒制成的生物传感器可以提高探测器对折射系数变化的灵敏度。确定耦合金属纳米颗粒之间的适当间隙会导致电磁场在该间隙中增强，并提高探测器的灵敏度。虽然导电重叠降低了场增强，但间隙等离子体激元的能量可以有更高的位移。