基于石墨烯的THz波段高灵敏度SPR气体传感器研究
发布时间：2022-01-12 04:58
太赫兹波由于其独特的性质,尤其在生物分子探测、医学成像、气体污染检测领域的研究与应用格外受到青睐。近年来由于石墨烯在太赫兹波段的优良性质加上表面等离子体共振理论和技术的完善与发展,使得太赫兹在传感领域再次焕发生机,利用太赫兹技术进行传感检测可以达到高灵敏、零污染、无危害的目的,为传感领域的发展又注入了一股新思想。本文针对近年来太赫兹传感技术的快速发展和迫切需求,但是对气体传感的研究却鲜有突破的现状,结合表面等离子共振技术与石墨烯技术对如何实现高灵敏的气体传感进行深入的理论研究,并阐述了相关研究结果。当太赫兹波以全反射的方式入射到Otto型装置上时,消逝波与石墨烯表面的等离子体波发生耦合共振,致使反射谱中出现一个能量吸收峰,利用表面等离子体技术可以敏锐地捕捉到气体折射率的微弱变化,并将其放大表现为共振角度的偏移,本文通过参数优化使传感器工作频段可以达到3-6THz,具有较高的宽带性,并创新性地引入磁场对石墨烯介电常进行调控,使传感器的灵敏度增大20倍以上,同时还增加了传感器的宽带可调性。本文主要工作内容及成果如下:1.理论分析表面等离子体共振的激发条件,表明在金属和介质分界面两侧物质的介...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：44 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹人体安检仪及其检测效果
能够检测出传统安检无法检测到的陶瓷、毒品、液体等东西检设备。对于恐怖分子的自杀式炸弹恐怖袭击，也可以利用用 THz 安检仪对可疑分子进行非接触性的远程检查，让整个，[4]国内推出首款太赫兹人体安检仪（图 1-1），目前在乌鲁使用，且效果良好。新疆在太赫兹系统集成化安检方面迈出图 1-1 太赫兹人体安检仪及其检测效果
图 1-4 单层石墨烯结构[28]（L. D. Landau）和佩尔斯（R. E. Peierls）理论上提性，在常温下会发生迅速分解，因此石墨烯的发现年英国曼切斯特大学的安德烈·盖姆（Andre K. Ge夫（Kostya S. novoselov）首先使用机械剥离法将石石墨烯的电场效应[29]，一举震惊了世界各地区的研
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯材料发展现状与趋势[J]. 史冬梅,何大方,张雷. 科技中国. 2018(01)
[2]太赫兹技术在反恐防爆领域的应用探讨[J]. 涂昊,武帅. 警察技术. 2016(03)
[3]石墨烯在微波至可见光波段的电磁特性[J]. 潘登科,谢亚楠,刘志坤,耿莉,宋盼. 中国科技论文. 2015(18)
[4]太赫兹波生物医学研究的现状与未来[J]. 冯华,李飞,陈图南. 太赫兹科学与电子信息学报. 2013(06)
[5]棱镜型SPR传感特性仿真分析[J]. 罗倩倩. 电子测试. 2011(08)
[6]太赫兹光谱技术在气体检测中的应用[J]. 吴亮,凌福日,刘劲松,姚建铨. 激光与光电子学进展. 2009(07)
[7]基于SPR生物传感器的免疫学检测[J]. 段媛媛,杨成丽,周建刚,夏应清,李安邦,范文韬,刘德立. 生物技术通讯. 2002(04)
博士论文
[1]石墨烯及其异质结的非线性表面等离子体激元研究[D]. 吴粤湘.深圳大学 2017
[2]石墨烯表面等离激元滤波器的研究[D]. 盛世威.山东大学 2015
[3]微纳结构中表面等离子体激元的放大与传播研究[D]. 朱君.燕山大学 2014
[4]石墨烯微结构的表面等离子体学特性研究[D]. 刘鹏翃.南开大学 2014
[5]表面等离子激元光波导的基础研究[D]. 徐超.浙江大学 2014
[6]基于波长调制SPR折射率测量系统研究[D]. 黄妍.黑龙江大学 2012
硕士论文
[1]强磁场下石墨烯的太赫兹时域光谱研究[D]. 李广江.中国科学技术大学 2017
[2]表面等离子体波在几种石墨烯波导结构中传输特性研究[D]. 王小赛.江南大学 2017
[3]石墨烯表面等离子体波以及在太赫兹调制器中的应用研究[D]. 孙润亮.中国计量学院 2015
[4]MIT-SPR技术对液相水杨酸的检测及气相SO2的探索[D]. 丁永红.北京理工大学 2015
[5]利用表面等离子体共振传感技术分析气体成分研究[D]. 刘毅.黑龙江大学 2008
[6]表面等离子体共振理论与实验研究[D]. 殷澄.南京理工大学 2007
本文编号：3584141
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：44 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹人体安检仪及其检测效果
能够检测出传统安检无法检测到的陶瓷、毒品、液体等东西检设备。对于恐怖分子的自杀式炸弹恐怖袭击，也可以利用用 THz 安检仪对可疑分子进行非接触性的远程检查，让整个，[4]国内推出首款太赫兹人体安检仪（图 1-1），目前在乌鲁使用，且效果良好。新疆在太赫兹系统集成化安检方面迈出图 1-1 太赫兹人体安检仪及其检测效果
图 1-4 单层石墨烯结构[28]（L. D. Landau）和佩尔斯（R. E. Peierls）理论上提性，在常温下会发生迅速分解，因此石墨烯的发现年英国曼切斯特大学的安德烈·盖姆（Andre K. Ge夫（Kostya S. novoselov）首先使用机械剥离法将石石墨烯的电场效应[29]，一举震惊了世界各地区的研
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯材料发展现状与趋势[J]. 史冬梅,何大方,张雷. 科技中国. 2018(01)
[2]太赫兹技术在反恐防爆领域的应用探讨[J]. 涂昊,武帅. 警察技术. 2016(03)
[3]石墨烯在微波至可见光波段的电磁特性[J]. 潘登科,谢亚楠,刘志坤,耿莉,宋盼. 中国科技论文. 2015(18)
[4]太赫兹波生物医学研究的现状与未来[J]. 冯华,李飞,陈图南. 太赫兹科学与电子信息学报. 2013(06)
[5]棱镜型SPR传感特性仿真分析[J]. 罗倩倩. 电子测试. 2011(08)
[6]太赫兹光谱技术在气体检测中的应用[J]. 吴亮,凌福日,刘劲松,姚建铨. 激光与光电子学进展. 2009(07)
[7]基于SPR生物传感器的免疫学检测[J]. 段媛媛,杨成丽,周建刚,夏应清,李安邦,范文韬,刘德立. 生物技术通讯. 2002(04)
博士论文
[1]石墨烯及其异质结的非线性表面等离子体激元研究[D]. 吴粤湘.深圳大学 2017
[2]石墨烯表面等离激元滤波器的研究[D]. 盛世威.山东大学 2015
[3]微纳结构中表面等离子体激元的放大与传播研究[D]. 朱君.燕山大学 2014
[4]石墨烯微结构的表面等离子体学特性研究[D]. 刘鹏翃.南开大学 2014
[5]表面等离子激元光波导的基础研究[D]. 徐超.浙江大学 2014
[6]基于波长调制SPR折射率测量系统研究[D]. 黄妍.黑龙江大学 2012
硕士论文
[1]强磁场下石墨烯的太赫兹时域光谱研究[D]. 李广江.中国科学技术大学 2017
[2]表面等离子体波在几种石墨烯波导结构中传输特性研究[D]. 王小赛.江南大学 2017
[3]石墨烯表面等离子体波以及在太赫兹调制器中的应用研究[D]. 孙润亮.中国计量学院 2015
[4]MIT-SPR技术对液相水杨酸的检测及气相SO2的探索[D]. 丁永红.北京理工大学 2015
[5]利用表面等离子体共振传感技术分析气体成分研究[D]. 刘毅.黑龙江大学 2008
[6]表面等离子体共振理论与实验研究[D]. 殷澄.南京理工大学 2007
本文编号：3584141
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