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Design of Highly Selective Metamaterials for Sensing Platforms

机译：传感平台高选择性超材料的设计

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This paper presents a methodology to construct novel label-free sensing platforms using carefully engineered materials (metamaterials) that have dimensions considerably smaller than the operating wavelength, $lambda$. This paper demonstrates that highly selective sensing platforms can be achieved by using metamaterials consisting of periodic arrays of capacitive and inductive elements. Specifically, this paper gives the design of the following four basic sensing parameters of sensing platforms: 1) resonant frequency $omega_{0}$; 2) resonant frequency shift $Deltaomega_{0}$; 3) bandwidth B; and 4) transmission ratio T. Using this approach, the bandwidth B and resonant frequency $omega_{0}$ can easily be modulated by using different combination sets of metallic patch elements and metallic wire elements. Equivalent circuit analysis and numerical methods have been applied to determine the basic sensing design rules for constructing periodic arrays of capacitive and inductive elements, and the efficiency of the obtained label-free sensing architectures has been evaluated. The overall contribution of this paper is to develop a methodology for designing highly selective biosensors by optimizing the dimensions of underlying circuit at the subwavelength scale.
机译：本文提出了一种使用精心设计的材料（超材料）构造新颖的无标签传感平台的方法，这些材料的尺寸比工作波长小得多， $ lambda $ < / tex> 。本文证明，通过使用由电容性和电感性元素的周期性阵列组成的超材料，可以实现高度选择性的传感平台。具体来说，本文设计了以下四个传感平台的基本传感参数：1）谐振频率<公式式==“ inline”> $ omega_ {0} $ ; 2）谐振频率偏移<公式公式类型=“ inline”> $ Deltaomega_ {0} $ ； 3）带宽B;和4）传输比T。使用这种方法，可以轻松地获得带宽B和谐振频率 $ omega_ {0} $ 通过使用金属补钉元素和金属线元素的不同组合集进行调制。已经应用等效电路分析和数值方法来确定用于构造电容和电感元件的周期性阵列的基本传感设计规则，并评估了所获得的无标记传感架构的效率。本文的总体贡献在于，通过在亚波长范围内优化基础电路的尺寸，开发出一种用于设计高选择性生物传感器的方法。

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