太赫兹（Terahertz,THz）光谱的指纹特性能够提供生物分子振动信息,这在生物样品检测领域具有重要的应用价值。然而,生物样品与自由空间中传播的THz波发生的相互作用较弱,因此获取的生物样品信号微弱,不能满足微量样品检测的需求。超材料可以有效的增强局域电场,并且它对周围的介电变化十分敏感,这种特性有利于提高生物样品信号。所以超材料被广泛应用于微量样品检测中,并逐渐发展成一种新型传感器件。然而,常规的超材料生物传感器只能对某一频段的物质进行检测,制作完成后难以进行有效的检测,不利于实际应用的开展。研究发现石墨烯具有高效的可调谐性,可以实现对THz波的调制作用。基于上述原因,本课题进行基于石墨烯超材料的可调谐THz生物传感器研究,主要的研究工作包括:（1）基于圆盘型石墨烯超材料,设计出一种由同心圆盘与圆环构成的THz生物传感器,利用仿真软件对主要结构参数进行优化及分析,通过模拟计算结构表面电流分布和电场分布,分析传感器谐振机理和传感机理。此外,计算分析测试物的折射率以及厚度对传感性能的影响,另外通过调节石墨烯的费米能级,实现传感器在较宽频率范围内的传感能力,并分析石墨烯费米能级对超材料THz生物传感器性能的影响。结果表明,该传感器具有偏振及角度不敏感特性,以及对测试物的折射率和厚度变化表现出敏感特性,其灵敏度为156.1 GHz/RIU（Refractive index unit）,Q值为72.3,FOM值为3.3。（2）由于超材料吸收体的吸收峰半高宽非常窄,同时对外界介电环境的变化十分敏感,因此设计了一种基于吸收体型的石墨烯超材料THz生物传感器。利用仿真软件对主要结构参数进行相关优化,通过表面电流分布分析其吸收机理和传感机理,并分析测试物的折射率和厚度对生物传感器传感性能的影响。通过调节石墨烯的费米能级,实现了生物传感器谐振频率可调节的功能,拓宽了测量范围。此外,分析了石墨烯费米能级对超材料生物传感器性能的影响。计算结果表明生物传感器低频f1灵敏度为305.8 GHz/RIU,高频f2灵敏度为448.9 GHz/RIU;两谐振处的品质因子Q分别为278.8和465,FOM值分别为61.2和96.7,传感性能要优于单谐振超材料THz生物传感器。