瑞士洛桑联邦理工学院生物纳米光子系统实验室通过"非弹性电子隧穿"量子现象,开发出无需外置光源的生物传感系统。该技术利用电子波函数的隧穿概率特性:当电子穿越3纳米厚度的氧化铝绝缘层到达超薄金层时,约千分之一的隧穿事件会伴随光子发射。
核心创新点:
通过微流控通道设计实现实时检测,响应时间<200 ms,支持动态生物分子互作分析
结构参数 | 技术指标 |
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金纳米线直径 | 80±5 nm(电子束光刻制备) |
氧化铝势垒层厚度 | 2.8 nm(原子层沉积控制) |
纳米天线阵列周期 | λ/10(λ=650 nm工作波长) |
该超表面通过等离激元局域场增强效应,将光子产生效率提升3个数量级,同时实现光谱位移(0.8 nm/pg)和强度变化(3.2 dB/pg)双模态检测
应用前景:
Story Source:
Materialsprovided byEcole Polytechnique Fédérale de Lausanne.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Jihye Lee, Yina Wu, Ivan Sinev, Mikhail Masharin, Sotirios Papadopoulos, Eduardo J. C. Dias, Lujun Wang, Ming Lun Tseng, Seunghwan Moon, Jong-Souk Yeo, Lukas Novotny, F. Javier García de Abajo, Hatice Altug.Plasmonic biosensor enabled by resonant quantum tunnelling.Nature Photonics, 2025; DOI:10.1038/s41566-025-01708-y
2025-07-17