多共振膜质表面用于多功能指纹识别与实时生化跟踪
光学
2026-05-01 v1
摘要
无标签生化物质的识别与实时跟踪已成为分子诊断和化学分析中的关键需求，但传统的 Terahertz 共振质表面传感器仅依赖单一共振，限制了光谱选择性和动态能力。本文提出多共振膜质表面，并实现了在单个像素内进行静态分子指纹获取和动态反应监测。我们考虑支持多个准束态连续态的膜质表面，在目标频率处设计这些共振，使其能够调控场增强并实现对目标分析物的频率选择性相互作用。作为概念验证，我们实现了对青霉素在 0.78 THz 和 0.99 THz 处双指纹吸收特征的无标签检测，并在室温下实现维生素 C 氧化和变性的实时跟踪。从 THz �幅演化中提取的动力学曲线与非线性反应模型高度吻合，表明其具备定量生化跟踪能力。我们的结果建立了一个 versatile且可扩展的 THz 光子平台，统一了静态指纹识别与动态反应监测，为集成式芯片生化分析和多功能质表面传感器铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2604.27316,
title = {Multiresonant Membrane Metasurfaces for Multifunctional Fingerprint Recognition and Real-time Biochemical Tracking},
author = {Quanlong Yang and Yapeng Dou and Dongyang Wang and Yihua Zhong and Fei Li and Jiajun He and Ying Zhang and Quan Xu and Junliang Yang and Ilya Shadrivov and Jiaguang Han and Yuri Kivshar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27316},
year = {2026}
}