超微型太赫兹超材料吸收体用于多种癌细胞的高灵敏度无标记检测

《IEEE Journal of Photovoltaics》：An Ultraminiaturized Terahertz Metamaterial Absorber for High-Sensitivity Label-Free Detection of Multiple Cancer Cells

　　

摘要：

提出了一种基于太赫兹（THz）超材料吸收体的超薄、紧凑且柔性生物传感器，用于通过折射率（RI）传感无标记且无创地检测各种癌细胞。所提出的传感器增强了电磁场局域化和光 - 物质相互作用，从而实现了高性能的太赫兹癌症检测。它由图案化在 1 μm 厚砷化镓（GaAs）基底上的 0.3 μm 厚铜谐振器组成，且所提出的吸收体在 3.5 THz 处谐振，反射系数为 30 dB，表明有效的自由空间阻抗匹配。它在超紧凑的单元胞尺寸 0.175λ_L × 0.175λ_L 内实现了 99.9% 的吸收率。表面电流和电场的电磁约束增强了对分析物的相互作用，从而导致了 1.33 THz/RIU 的灵敏度、18.327 的品质因数和 7.02 RIU^?1 的品质因子（FoM）。所提出的生物传感器通过结构简洁性、超小型化和高传感能力提供了无标记且无创的太赫兹癌症诊断。