王思江，毛洪艳，夏良平，杨忠波，魏东山，崔洪亮，杜春雷

( 中国科学院重庆绿色智能技术研究院，跨尺度制造技术重庆市重点实验室，重庆 400714 )



亚波长金属块阵列的太赫兹传感芯片

王思江，毛洪艳，夏良平，杨忠波，魏东山，崔洪亮，杜春雷

( 中国科学院重庆绿色智能技术研究院，跨尺度制造技术重庆市重点实验室，重庆 400714 )

摘要：光波波段的生化传感器件已很常见且可实现单分子探测，但由于光波波长在纳米量级，制作出的器件的结构尺寸小、加工难度大、传感重复性较差。因此，本文提出一种亚波长金属块阵列结构的太赫兹(Terahertz, THz)

传感芯片，在理论上基于法布里-珀罗(FP)共振建立了其传感模型，结合有限元方法分析了亚波长金属结构局域表面等离子体共振对其传感灵敏度的影响规律。然后采用正交光刻工艺制作出了结构均一的传感芯片，传感实验表明，该芯片对0.025 mol/L的D(+)-葡萄糖水溶液可产生53 GHz的频移量，传感灵敏度高，有望应用于高灵敏的太赫兹生物传感。

关键词：亚亚亚亚亚亚亚；正正正正；太太太；传传

0　引言

太赫兹波通常指频率为0.1 THz～10 THz的电磁波，介于微波与光波之间，近年来，在成像[1-2]、通信[3-4]等领域备受关注。太赫兹波的光子能量很低，对生物分子无光电离损伤，有望成为一种强有力的生物检测手段。然而，目前太赫兹生物探测的灵敏度还不够高，制约了它的进一步发展。因此，如何发展高灵敏的THz生物探测技术，成为人们关注的焦点。

亚波长金属结构是指其结构尺寸远小于波长的金属结构，具有奇特的电磁谐振性质，诸如负折射[5]、异常透射[6]、突破衍射极限[7]以及介电环境敏感[8-11]等特性。……