表面等离子体共振（SPR）技术已经广泛应用于生物传感的研究,由于其对生物分子水平检测具有无损、实时监测和记录、快速及高灵敏度的特点,因而在食品安全,医疗诊断,生物识别等方面发挥重要作用。通常由Kretschmann结构所激发的表面等离子体波（SPW）对传感介质的十分敏感,当SPW与传感介质折射率微小变化相互作用时,共振曲线会发生显著的变化,因而可以实现对传感介质的检测。然而传统的SPR生物传感器通常在灵敏度（S）和检测精度（DA）上存在不足,因此有必要研究如何提升表面等离子体共振生物传感器的性能。近年来,二维材料和光学薄膜为SPR传感器的开发提供了全新的可能。大量的理论和试验研究表明,二维材料和光学薄膜的加入可以显著提高SPR生物传感器的性能。因此,本文主要研究二维材料和新型光学薄膜在增强SPR生物传感器性能方面的作用并做了以下几个方面的研究工作:（1）设计了一种基于金属-BiFeO3-石墨烯结构的SPR生物传感器。其中,BiFeO3（BFO）光学薄膜的高折射率和低损耗的特性不仅能增强灵敏度还可以保证较高的检测精度,而石墨烯的加入有助于吸附和识别生物分子。首先我们分析了金属层厚度对SPR效应的影响并以此来选择最佳的金属层厚度。随后对不同结构的SPR生物传感器的性能进行比较,结果发现金属-BiFeO3-石墨烯结构的SPR生物传感器性能比其他结构更优异。接着分析了BFO厚度和石墨烯层数对SPR传感器性能的影响。结果表明了BFO厚度的增加能在保证检测精度的条件下显著增强SPR生物传感器的灵敏度。最后,研究了传感介质折射率对SPR生物传感器的影响,结果显示本文所设计的SPR生物传感器能在较大的检测范围内工作。（2）设计了一种新的具有低折射率二氧化硅薄膜的长程表面等离子体共振（LRSPR）传感器。在铝层的表面加入一定厚度的Si O2作为介质缓冲层,来激发LRSPW。首先比较了传统的SPR传感器和所提出的长程SPR传感器的灵敏度和检测精度。结果发现,所提出的长程SPR传感器的灵敏度和检测精度相比于传统的SPR传感器都有极大的提升。随后我们对所加入的铝膜和Si O2层的厚度同时进行了优化,在此基础上确定最佳的Si O2层的厚度。最后我们讨论了TMDs层数对于传感性能的影响,发现单层WS2修饰的LRSPR传感器灵敏度比具有单层Mo S2的传统SPR传感器提高了35.74倍。此外,就半高全宽（FWHM）和品质因子（FOM）参数而言,基于单层TMDs的LRSPR传感器的性能优于基于多层TMDs的LRSPR传感器。