洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员通过量子隧穿效应开发出一种新型自发光生物传感器，该技术无需外部光源即可实现皮克级分子检测。这项突破性研究发表于《自然光子学》期刊，为便携式诊断设备开辟了新途径。

传统纳米光子生物传感器依赖大型光学设备将光聚焦至纳米尺度，而EPFL团队利用非弹性电子隧穿现象，仅需施加电压即可同时产生和检测光信号。当电子穿过氧化铝绝缘层到达超薄金层时，会激发等离子体并释放光子，其光谱变化可实时反映生物分子信息。

"我们设计的纳米结构将量子隧穿概率提升了百万倍，"研究员Mikhail Masharin解释道。该传感器的核心是金纳米线网格超表面，既能促进电子隧穿，又可作为"纳米天线"聚焦光场。实验证实其对氨基酸等分子的检测限达万亿分之一克，性能媲美大型商用设备。

该技术由EPFL微纳米技术中心制造，传感区域不足1平方毫米。项目负责人Hatice Altug指出："这种全集成芯片将光源与检测器合二为一，显著降低了系统复杂度。"前团队成员Jihye Lee补充说，通过优化大面积量子隧穿效应，团队实现了稳定的光子收集效率。

研究人员表示，该平台兼容标准半导体工艺，可扩展用于即时诊断和环境监测。目前正探索其在传染病快速检测和污染物筛查中的应用潜力。

更多信息： Jihye Lee 等人，通过共振量子隧穿实现的等离子体生物传感器，《自然光子学》(2025)。期刊信息： 《自然光子学》