基于多孔硅一維光子晶體微陣列器件的研究.pdf

1、多孔硅（Porous Silicon, PSi）是一種優(yōu)良的納米材料，在生物傳感領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。微陣列是指在基片表面很小的面積上構(gòu)建大量的分析單元和系統(tǒng)，將這些單元和系統(tǒng)進(jìn)行有序的排列，可實(shí)現(xiàn)對(duì)生物化學(xué)組分快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)。
　　本論文主要利用PSi光子器件兼容性好的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)存的平面微加工技術(shù)，采用光刻和電化學(xué)腐蝕方法，制備出PSi一維光子晶體微陣列器件，通過自行設(shè)計(jì)的光學(xué)特性分析系統(tǒng)，利用光子晶體的光學(xué)特性，對(duì)PSi微

2、陣列器件進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)了免標(biāo)記、快速、實(shí)時(shí)并行的高靈敏度的檢測(cè)。論文研究?jī)?nèi)容有二部分：
　　（1）成功設(shè)計(jì)并制備PSi一維光子晶體布拉格反射鏡（Bragg reflector, BR）8?8微陣列器件，利用布拉格反射鏡的光學(xué)特性，在633 nm激光垂直入射情況下，用數(shù)字圖像觀察了以P型單晶硅為載片和以微陣列芯片為載片的PSi布拉格反射鏡的表面反射光的變化情況，驗(yàn)證了數(shù)字圖像呈現(xiàn)法對(duì)微陣列芯片的研究的可行性，排除了這類陣列因需要通過

3、光譜儀逐一分析每一個(gè)單元的中心波長(zhǎng)的困難，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度的生物檢測(cè)；
　?。?）設(shè)計(jì)并制備了PSi一維光子晶體微腔的9?9微陣列器件。利用轉(zhuǎn)移矩陣法分析了這類微陣列的光學(xué)特性，給出了一種適合于微陣列折射率變化檢測(cè)的方法，研究了在633 nm激光入射情況下，微陣列每個(gè)陣列單元折射率和反射率之間的關(guān)系，并通過數(shù)字圖像觀察了陣列表面反射率變化情況，借助反射率測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)低于10-3折射率變化的檢測(cè)。而通過觀察數(shù)字圖像亮度，通過理論分析