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由于太赫兹(THz)波具有一些独特的特性,例如非电离辐射和对弱相互作用非常敏感,从而在生物传感应用领域中引人注目。然而,一个根本的缺陷是它相对较长的波长(10-1000 μm),使其对微小的特征忽略不见,严重地阻碍其在生物传感方面的应用。最近,由于超表面的出现使得克服这一缺陷已成为可能。这些拥有超薄厚度的人造超表面通常由周期性的金属谐振器制成,其电磁响应可以通过设计任意控制。通过创建与被测微生物大小相媲美的微纳结构,这种设计可使超表面能够超越经典THz光谱学的限制。超表面微纳结构共振时产生的强电磁场局域效应能够增强检测,使得它们对周围环境的微小变化具有高度敏感,从而比传统的THz光谱更为精确。此外,基于Fano共振结构的超表面可以激发不对称共振峰,呈现出具有高品质(Q)因子的尖锐光谱,并且对周围介电环境的变化高度敏感。结合上述原因,我们提出一种基于Fano不对称开口环的太赫兹超表面生物传感器,并对其进行蛋白A/G、蛋白A/G+IgG的生物传感检测。本文的具体研究细节如下:提出了一种新的基于Fano共振的太赫兹超表面生物传感器,该传感器在25μm柔性聚酰亚胺衬底上制造,其晶胞由周期性排列的不对称裂环组成。首先,我们对Fano共振物理机制进行研究,然后采用仿真软件对其结构参数进行仿真设计,并分别对TE和TM模式下的透射光谱特性进行分析。仿真结果表明,我们设计的结构产生两个共振峰分别在0.81和1.13 THz附近,其中两个共振峰的Q值分别为5.67和3.45,相应的折射率灵敏度分别高达160 GHz/RIU和240 GHz/RIU,并且FOM值分别为0.91和0.83。相应地,我们对所提超表面进行实验制备和测量。测量结果和仿真结果具有高度一致。最后,我们进行蛋白质的生物传感研究,实验分别观察到了 8.9 GHz和11.7 GHz,17.6 GHz和52.9 GHz共振峰红移。本文的研究结果表明,我们的超表面生物传感器对蛋白质具有很高的灵敏度和无标记的检测能力,这为太赫兹域的生物传感提供了新的可行途径。