Sensibilidad de caracterización de sensor metamaterial THz multibanda para posible detección de virus
Autores: Kovaevi, Anja; Potrebi, Milka; Toi, Dejan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sensibilidad de caracterización de sensor metamaterial THz multibanda para posible detección de virus
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Pandemia de covid-19
Pruebas de diagnóstico de alta precisión
Espectroscopía de thz
Metamateriales de thz
Caracterización de sensibilidad
Virus de la influenza A.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La reciente pandemia de COVID-19 ha demostrado que hay una necesidad sustancial de pruebas de diagnóstico fiables de alta precisión capaces de detectar concentraciones de virus extremadamente bajas casi instantáneamente. Dado que los métodos convencionales son bastante limitados, existe la necesidad de un método alternativo como la espectroscopía THz con la utilización de metamateriales THz. Este documento propone un método para la caracterización de sensibilidad, que se demuestra en dos sensores de metamateriales THz multibanda seleccionados y muestras de tres subtipos diferentes del virus de la influenza A. Los modelos de sensores han sido simulados en el software WIPL-D para analizar su sensibilidad tanto gráfica como numéricamente alrededor de todos los picos resonantes en presencia de muestras de virus. Se muestra que el sensor con una estructura en sándwich es más adecuado para detectar capas de virus extremadamente delgadas. La distribución del campo eléctrico para este sensor sugiere la posibilidad de controlar de forma independiente los dos modos resonantes. El sensor con parches en forma de cruz logra factores de calidad y sensibilidades refractivas significativamente mejores para ambos picos resonantes. La razón se encuentra en el aumento de la interacción onda-muestra debido a una mejor confinación del campo electromagnético. Un alto factor de calidad de alrededor de 400 en la segunda frecuencia resonante hace que el sensor con parches en forma de cruz sea un candidato prometedor para posibles aplicaciones en la detección THz.
Descripción
La reciente pandemia de COVID-19 ha demostrado que hay una necesidad sustancial de pruebas de diagnóstico fiables de alta precisión capaces de detectar concentraciones de virus extremadamente bajas casi instantáneamente. Dado que los métodos convencionales son bastante limitados, existe la necesidad de un método alternativo como la espectroscopía THz con la utilización de metamateriales THz. Este documento propone un método para la caracterización de sensibilidad, que se demuestra en dos sensores de metamateriales THz multibanda seleccionados y muestras de tres subtipos diferentes del virus de la influenza A. Los modelos de sensores han sido simulados en el software WIPL-D para analizar su sensibilidad tanto gráfica como numéricamente alrededor de todos los picos resonantes en presencia de muestras de virus. Se muestra que el sensor con una estructura en sándwich es más adecuado para detectar capas de virus extremadamente delgadas. La distribución del campo eléctrico para este sensor sugiere la posibilidad de controlar de forma independiente los dos modos resonantes. El sensor con parches en forma de cruz logra factores de calidad y sensibilidades refractivas significativamente mejores para ambos picos resonantes. La razón se encuentra en el aumento de la interacción onda-muestra debido a una mejor confinación del campo electromagnético. Un alto factor de calidad de alrededor de 400 en la segunda frecuencia resonante hace que el sensor con parches en forma de cruz sea un candidato prometedor para posibles aplicaciones en la detección THz.