太赫兹超材料吸收体传感器：三维SRR阵列与微流通道的结合

"基于三维开口谐振环阵列和微流通道的太赫兹超材料吸收体传感器，用于高灵敏度折射率传感，利用微流通道中的液相分析物作为传感介质，通过调整微流通道高度和覆盖电介质厚度优化折射率灵敏度，适用于无标记的快速生物医学传感应用。" 本文介绍了一种创新的太赫兹传感器设计，它基于三维开口谐振环（SRR）阵列和微流通道技术，旨在实现高灵敏度的折射率检测。太赫兹频段的传感器通常因其独特的性质，如非侵入性、对生物分子的敏感性以及在物质识别中的潜力，而在生物医学领域备受关注。三维SRR阵列是超材料吸波器的核心组成部分，这种结构能有效地捕获和操控太赫兹辐射。 在该传感器设计中，SRR阵列完全浸没于微流通道内部，微流通道则被用于注入待分析的液相样本。当样本的折射率发生变化时，会直接影响SRR阵列的谐振特性，进而改变太赫兹波的吸收。通过仿真研究，当微流通道高度设定为33.1微米，且液相分析物折射率从1.0变化到1.8时，传感器的折射率频率灵敏度可达379 GHz/RIU，这表明了其对微小折射率变化的高度敏感。 进一步的仿真结果显示，谐振电磁场在三维空间内扩展，并在微流通道内得到显著的集中和增强，这使得电磁场与样本之间有更大的空间重叠，增强了两者之间的相互作用。这种增强的相互作用是实现高灵敏度传感的关键。同时，通过调整微流通道的高度和顶层覆盖电介质的厚度，可以优化传感器的折射率灵敏度，以适应不同的应用场景。 文章还探讨了微流通道高度和覆盖电介质厚度对传感器性能的影响，这为实际应用提供了参数优化的指导。基于三维SRR阵列和微流通道的太赫兹超材料吸收体传感器展示了更高的品质因数和折射率频率灵敏度，对于无标记的快速生物医学传感，例如疾病诊断或药物检测等应用，具有巨大的潜力。 关键词涵盖的领域包括：探测器技术、太赫兹科学、超材料吸波器、三维开口谐振环设计以及微流控技术在传感器开发中的应用。这项工作不仅在理论研究上有所贡献，也为实际应用中的高性能太赫兹传感器设计提供了新的思路和方法。