【摘 要】
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在本文中,我们提出了一种基于新型二维材料的表面等离子体共振（SPR）传感器以提高传统SPR传感器的灵敏度。作为具有自然范德华异质结构的最新新型二维（2D）材料,与人工堆叠异质结构相比,弗兰克石具有独特的优势。相关研究中表明基于弗兰克石的SPR传感器的灵敏度与弗兰克石覆层的厚度有关。理论上可以获得190°/RIU的灵敏度,与传统的SPR生物传感器相比,灵敏度提高了62%。在此研究基础上,我们通过在弗
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在本文中,我们提出了一种基于新型二维材料的表面等离子体共振（SPR）传感器以提高传统SPR传感器的灵敏度。作为具有自然范德华异质结构的最新新型二维（2D）材料,与人工堆叠异质结构相比,弗兰克石具有独特的优势。相关研究中表明基于弗兰克石的SPR传感器的灵敏度与弗兰克石覆层的厚度有关。理论上可以获得190°/RIU的灵敏度,与传统的SPR生物传感器相比,灵敏度提高了62%。在此研究基础上,我们通过在弗兰克石表面涂覆石墨烯和黑磷,进一步改善了弗兰克石-石墨烯和弗兰克石-黑磷结构的传感器灵敏度,基于石墨烯和黑磷优秀的性能,这两种SPR传感器灵敏度理论上可以分别达到200°/RIU和260°/RIU,后者与传统的表面等离子体共振传感器相比,灵敏度提高了124%,说明这种新型结构的传感器拥有很大的应用潜力。布洛赫表面波（BSW）传感器被认为是替代常规表面等离子体激元共振（SPR）传感器的理想选择。在这项研究中,我们在理论上设计了使用过渡金属硫化物（TMDC）的BSW高性能折射率传感器,它是基于截断的一维光子晶体（1DPC）的传感器。我们研究了四种不同的新型二维材料TMDCs纳米片对传感器的影响,从波长和角度的方向研究传感器的灵敏度。具体地说,对于Mo Se2,WSe2,Mo S2和WS2纳米片,在波长调制中,我们获得了单层的Mo Se2,WSe2,Mo S2和WS2的灵敏度:8500nm/RIU,8876 nm/RIU,9503nm/RIU,8766 nm/RIU。在角度调制中,对于单层Mo Se2,WSe2,Mo S2和WS2我们分别获得65.829°/RIU,65.371°/RIU,64.229°/RIU,65.6°/RIU的灵敏度,此外,还详细讨论了1DPC周期和TMDC层数的影响。我们认为这项工作中提出的高灵敏度传感器可以应用于生物和化学传感领域。另外论文中传感器均在常温条件下进行仿真,温度一般不会对材料及传感介质产生影响。
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