李文超，孟晓云，朴瑞琦，赵晶晶，李志全*，童 凯，顾而丹

1. 燕山大学电气工程学院，河北 秦皇岛 066004 2. 东北大学秦皇岛分校控制工程学院, 河北 秦皇岛 066004

基于2S2G棱镜的新型反向表面等离子共振生物传感器

李文超2，孟晓云1，朴瑞琦1，赵晶晶1，李志全1*，童 凯1，顾而丹1

1. 燕山大学电气工程学院，河北 秦皇岛 066004 2. 东北大学秦皇岛分校控制工程学院, 河北 秦皇岛 066004

提出了一种基于反向表面等离子体共振原理，由Ge20Ga5Sb10S65-钯-石墨烯分子-生物分子四层结构构成的新型生物传感器。当生物分子之间发生相互作用时，引起生物分子层折射率的变化，从而导致反向表面等离子体共振角的偏移。在此基础上，根据传输矩阵法推导了传感器的输出光谱，重点讨论了本文提出的传感器与传统传感器相比，在灵敏度、分辨率、动态检测范围以及检测信号信噪比方面取得的进展。另外，通过对比研究，深入分析了辅助介质层石墨烯厚度对传感器性能的影响。最后，利用近红外光作为提出的传感器的入射光，分析了在近红外区域传感器性能的改善。研究结果表明： 单层石墨烯分子使传感器性能达到最佳； 反向表面等离子共振峰强度约为入射光强的80%～90%，使传感器的输出信号具有较大的信噪比； 在可见光区域，当入射光波长为632.8 nm时，提出的反向表面等离子共振生物传感器的分辨率是基于SiO2棱镜耦合反向表面等离子共振生物传感器的1.9倍，是传统表面等离子共振生物传感器的3.5倍，提出的传感器的动态检测范围约是现有传感器的2倍；……