本文關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)紅外激光誘導(dǎo)牛血清蛋白附著石墨烯膜太赫茲光電特性研究　出處：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：太赫茲(Terahertz,THz)波是指電磁波譜上位于微波和紅外線之間,頻率在0.1-10 THz波段,波長(zhǎng)在0.03 mm-3 mm范圍內(nèi)的電磁波。THz波在電磁波譜中處于由電子學(xué)向光子學(xué)過(guò)渡的特殊區(qū)域:在長(zhǎng)波方向,它與微波毫米波有重疊;在短波方向,它與紅外線有重疊。在這一波段,宏觀經(jīng)典理論開(kāi)始向微觀量子理論過(guò)渡,因此太赫茲波具有重要的科學(xué)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)價(jià)值。作為21世紀(jì)的戰(zhàn)略性技術(shù),THz在無(wú)線通訊、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)、高分辨無(wú)損成像,材料表征等領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。本論文正是以太赫茲技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用為背景,以研究遠(yuǎn)紅外激光誘導(dǎo)下牛血清蛋白附著石墨烯膜的光電特性為目的,主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行論述:本論文首先研究旨在提高THz光譜分辨率的抗反射薄膜。通過(guò)制備不同摻雜濃度的PEDOT/PSS涂層,利用THz-TDS透射系統(tǒng),結(jié)合Drude-Smith模型研究了乙二醇(EG)摻雜對(duì)PEDOT/PSS電導(dǎo)率的影響,討論電導(dǎo)率變化的內(nèi)在機(jī)理。然后選定一種摻雜濃度在石英基底上制備不同厚度的PEDOT/PSS薄膜,研究發(fā)現(xiàn)薄膜不但具有優(yōu)異抗反射效果而且兼具太赫茲中性濾波的性質(zhì)。這種抗反射涂層可用于太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng),增加THz波的透過(guò)性,以此來(lái)提高光譜的分辨率。其次,石墨烯憑借與眾不同的能帶結(jié)構(gòu)和電學(xué)輸運(yùn)性能,在太赫茲生物傳感器中有重大應(yīng)用價(jià)值。我們通過(guò)研究硅基石墨烯在不同波長(zhǎng)的激光泵浦下石墨烯光電特性的變化,為接下的激光誘導(dǎo)石墨烯對(duì)牛血清蛋白的檢測(cè)提供理論支持。在激光的激發(fā)下,硅中會(huì)產(chǎn)生光生載流子,當(dāng)硅中載流子濃度大于石墨烯中時(shí),載流子便在擴(kuò)散作用下注入到石墨烯中,石墨烯的電導(dǎo)率便會(huì)發(fā)生改變,進(jìn)而改變石墨烯對(duì)THz波的吸收性。泵浦激光激發(fā)的載流子會(huì)使石墨烯對(duì)表面附著物的響應(yīng)強(qiáng)度大大增強(qiáng),可應(yīng)用于指導(dǎo)石墨烯對(duì)蛋白檢測(cè)的相關(guān)研究。另外,研究發(fā)現(xiàn)在波長(zhǎng)較長(zhǎng)的激光激發(fā)下THz波的衰減越大,從而為研制性能更好的太赫茲波調(diào)制器提供了新的考慮因素。最后,石墨烯由于其優(yōu)異的光電特性、生物相容性及對(duì)表面附著物的敏感性,可用作生物傳感器的材料。太赫茲光譜用于生物檢測(cè)的相關(guān)研究已進(jìn)行多年,但以石墨烯為平臺(tái)搭配THz光譜用于生物檢測(cè)的研究比較少見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)中以旋涂和孵育兩種方式將蛋白附著到石墨烯上,在紅外激光的激勵(lì)下通過(guò)透射型時(shí)域光譜儀獲得數(shù)據(jù)。受抗反射層研究中THz傳輸電路模型的啟發(fā),利用推導(dǎo)的公式提取出中間層石墨烯的光學(xué)參數(shù),探討附著蛋白前后石墨烯光電性質(zhì)的變化,對(duì)石墨烯應(yīng)用于太赫茲生物檢測(cè)做了初步探究。并提出進(jìn)一步的方案解決蛋白定性定量的測(cè)量方案,以期在靈敏度方面趕超前人的研究。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 蔣彥雯;鄧彬;王宏強(qiáng);呂治輝;秦玉亮;;基于時(shí)域光譜系統(tǒng)的太赫茲圓柱RCS測(cè)量[J];紅外與激光工程;2014年07期

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本文編號(hào)：1310345