近日，上海理工大學太赫茲技術(shù)創(chuàng)新研究院在莊松林院士的指導之下，提出了一種太赫茲波段內(nèi)的新型qbic金屬超表面設(shè)計及其傳感應用。該研究成果以題為“terahertz ultrasensitive biosensor based on wide-area and intense light-matter interaction supported by qbic”發(fā)表在《chemical engineering journal》上（中科院一區(qū)，影響因子16.744）。第一作者為劉炳偉博士，通訊作者為彭滟教授，魏東山教授，朱亦鳴教授。
連續(xù)域中的準束縛態(tài)（qbic）由于其超高的輻射品質(zhì)（q）因子，在光開關(guān)、非線性、通信和傳感方面具有獨特的吸引力。在這項工作中，研究人員提出了一種基于qbic的“環(huán)鏈型”超表面，其通過在金屬超表面結(jié)構(gòu)中引入非對稱性來操縱電四極子與磁偶極子的干涉耦合，從而誘導了q因子高達503的超高品質(zhì)諧振(qbic)的激發(fā)。在該模式下，超表面約束的光場能量和有效傳感區(qū)域分別實現(xiàn)了400%和1300%的巨大增幅，從而拓展了光-物質(zhì)相互作用的強度與廣度。模擬和實驗表明，該qbic超表面具有高達420 ghz/riu的折射率靈敏度，對痕量同型半胱氨酸（hcy）分子的直接檢測限（lod）為12.5 pmol/μl。該新型太赫茲超表面?zhèn)鞲衅髋c已報道的文獻相比綜合性能最優(yōu)，起將有助于實現(xiàn)痕量生化分子的高精度傳感，并促進超高q因子光學非線性平臺的開發(fā)和應用。
該項工作為實現(xiàn)痕量分子的快速、精確和無損傳感提供了一條新途徑，并在生物化學反應監(jiān)測、光催化和光生物調(diào)制領(lǐng)域具有潛在應用。
來源：上觀新聞
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