扭转双层石墨烯等离激元纳米腔

1 nm 分子清晰识别

利用扭转结构的强场局域实现深纳米尺度太赫兹分子指纹识别，灵敏度远超单层与非扭转双层石墨烯。

Hongbo, Zhang · Pengwei, Li · Xiaoyu, Yang · Wan, Wen · Chen, Shu · 方广有 · 朱亦鸣 · 庄松林

PhotoniX 2025

参数信息

可检测分子层厚度

1 nm

模式体积

1e-13 λ₀³

品质因数提升倍数（vs 单层）

22

品质因数提升倍数（vs 非扭转双层）

48

技术优势

检测灵敏度达纳米级

平台能够清晰识别薄至 1 nm 分子层的太赫兹振动指纹，远超传统要求。

场增强提高一个量级以上

扭转结构支持强限域声学等离激元纳米腔模式，具有超凡的场增强和深亚波长场集中。

品质因数大幅领先

与单层和非扭转双层石墨烯相比，品质因数分别提高了 22 倍和 48 倍。

应用场景

• 太赫兹生化传感：在太赫兹波段直接获取极薄生物分子层的振动指纹，免去标记与放大步骤。
• 纳米尺度分子鉴定：可分辨厚度仅 1 nm 的分子层，将分子鉴定能力推进到深纳米尺度。
• 太赫兹光子器件：提供极小模式体积的纳米腔，可作为太赫兹光子器件中增强光与物质相互作用的通用平台。
• 超灵敏纳米传感：凭借 22 倍和 48 倍的品质因数优势，检测灵敏度远超现有石墨烯超表面方案。