面向液体层加载的表面声波拓扑共振行为及其传感应用
应用物理
2025-08-12 v3
摘要
本文研究了面向表面液体层加载的表面声波（SAW）拓扑共振行为。通过揭示液体层加载对 SAW 波速和拓扑界面模态的Berry 曲率与 Chern 数等拓扑指数影响，基于表面液体层加载下拓扑界面模态波导与共振腔的耦合，获得了高 Q 因子的拓扑共振峰。结果表明，结构参数引起的空间反演对称性破坏对拓扑共振 Q 因子影响显著，而液体层厚度对其影响较弱。值得注意的是，拓扑共振频率对液体参数高度敏感。基于此，提出了一种新型拓扑共振 SAW 液相传感器。进一步模拟了该类传感器的感性能力，用于检测水溶液中血红蛋白、白蛋白、NaCl 和 NaI 的浓度，获得了高灵敏度和高 Q 因子。本文所述结果为未来实现高度灵敏和稳定的 SAW 微液体样本医学生物传感器提供了重要依据。
引用
@article{arxiv.2408.04468,
title = {Topological resonance behaviors of surface acoustic waves under a surface liquid-layer loading and sensing applications},
author = {Bowei Wu and Tingfeng Ma and Shuanghuizhi Li and Xiang Fang and BoyueSu and Peng Li and Zhenghua Qian and Rongxing Wu and Iren Kuznetsova and Vladimir Kolesov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.04468},
year = {2025}
}