提出了一種基于C型超材料的太赫茲波段高靈敏度透射型生物傳感器。利用電磁場(chǎng)軟件CST2016對(duì)其傳感器的特性進(jìn)行研究。通過(guò)改變四個(gè)微納金屬結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度、微納金屬結(jié)構(gòu)的位置,對(duì)其傳感器的Q值特性進(jìn)行了分析,并進(jìn)一步研究了微流通道的通道高度、覆蓋層和基底的介電常數(shù)對(duì)其傳感器靈敏度的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)微納金屬結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度75°,上下金屬結(jié)構(gòu)間位置相對(duì)平移3μm,微流通道高度45μm,覆蓋層和基底采用相對(duì)介電常數(shù)為2.25的聚乙烯材料時(shí),設(shè)計(jì)的C型超材料生物傳感器的靈敏度為0.0936 THz/RIU。該傳感器在太赫茲波生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：電子元件與材料. 2020,39(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

(a) 傳感器剖面結(jié)構(gòu)示意圖;(b) 金屬單元結(jié)構(gòu)示意圖

在電磁場(chǎng)軟件CST2016中建立傳感器的初始模型,其初始模型如圖1(b)所示,接著對(duì)傳感器進(jìn)行優(yōu)化分析。首先對(duì)金屬微納結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換,按圖2所示的旋轉(zhuǎn)方式對(duì)每個(gè)微納金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。將金屬1、4按照順時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)θ角度,將金屬2、3按照逆時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)θ角度,分析其傳感器在不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí)的Q值和透過(guò)率。分別對(duì)金屬結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度為0°,20°,40°,60°,65°,70°,75°,80°,90°的模型進(jìn)行了傳輸特性仿真比較,經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)后Q值得到了提高。將每個(gè)角度仿真后得到的傳輸系數(shù)S21用Origin8軟件畫圖,結(jié)果如圖3所示。

分別對(duì)金屬結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度為0°,20°,40°,60°,65°,70°,75°,80°,90°的模型進(jìn)行了傳輸特性仿真比較,經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)后Q值得到了提高。將每個(gè)角度仿真后得到的傳輸系數(shù)S21用Origin8軟件畫圖,結(jié)果如圖3所示。將每次金屬結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)不同角度后的透射譜線仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析比較,其結(jié)果如表1所示。


本文編號(hào)：3354706