基于多孔硅生物傳感器原理性研究

1、華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文基于多孔硅生物傳感器原理性研究姓名：邵麗申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師：朱自強(qiáng)20040101A b s t r a c tA b s t r a c tS i n c e C a n h a m d i s c o v e r e d t h e r o o m - t e m p e r a t u r e h i g h l y —e f f i c i e n tl u m i n

2、e s c e n c eo fv i s i b l el i g h t f r o mP o r o u ss i l i c o n ( P S ) i n19 9 0 ，al a r g en u m b e ro f s t u d i e sh a v eb e e nd e v o t e d t ou n d e r s t a n d a l la s p e c t so f P S ，i n c l u d i

3、n gb a s i ct h e o r y ，p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y ，a p p l i c a t i o n sw i d e n i n g ，e t c ．P Sh a s m a n y u n i q u ep r o p e r t i e ss u c ha s e n o r m o u si n t e m a ls u r f a c e ，h i g

4、h r e s i s t a n c e r a t i o ，h i g h c h e m i c a l a c t i v i t y ，e t e ，p r a i s e d a s “q u a n t u ms p o n g e ”．P Sh a s b e e nd e v e l o p e d i nm a n y a p p l i c a t i o nf i e l d si n c l u d i n

5、go p t o e l e c t r o n i c s ，m i c r o w a v e ／r a d i o f r e q u e n c y m i c r o e l e c t r o n i c s ，s e n s o r ，b i o m e d i c i n e ，e t c ．T h i sd i s s e r t a t i o n f o c u s e do n s t u d i n g a p

6、 p l i c a t i o n so fP S i n D N A c h i p ，p o t a s s i u m i o ns e l e c t i v em i c r o e l e c t r o d e 噼+ I S M E ) a n d H y d r o x y a p a t i t e ( H A P ) c o a t i n g a n d a l s o s o m er e s u l t sh

7、 a v e b e e n a c h i e v e da sf o l l o w s ：S e l e c t i v eP Sh a sb e e n s u c c e s s f u l l yo b t a i n e d ．B o t hA u ／C rf i l m ( 2 0 0 0 A ) d e p o s i t e do n s i l i c o nw a f e ra n dh i g h l yr e

8、 s i s t i v es i l i c o n f i l m ( 1 r t m ) f o r m e db yh y d r o g e n i o ni m p l a n t a t i o n ( 5 0 K e v ) c a nb eu s e da s m a s k st o p r o d u c eP Sm i c r o a r r a y sw i t hg o o di n t e g r i t

9、ya n d d i s t r i b u t i o nb ys e l e c t i v e e l e c t r o c h e m i c a l e t c h i n g p r o c e s s ．P S w a sf i r s t u s e d a s t h e s u b s t r a t e t o f a b r i c a t e D N A c h i p ．S o m e p r i m a

10、r ye x p e r i m e n tr e s u l t sh a v eb e e n a c h i e v e d ．O n eC h i n a i n v e n t i o np a t e n th a s b e e na p p l i e d ．T h ea R a c h m e n tr a t eo fo l i g o n u c l e o t i d eo nP Si s i n c r e a

11、 s e dw i t h t h ep o r ed i a m e t e r ．D e t e c t i o n s e n s i t i v i t yo fD N A c h i pb a s e do nP Si sh i g h e rt h a nt h a t b a s e d o n g l a s s ．A l s o D N A c h i pb a s e d o n P S i ss t a b l e

12、u n d e r 4 s t o r a g ec o n d i t i o n s ，A P S —b a s e dK + I S M Ew i t hag o o dp e r f o r m a n c eh a s b e e nf i r s t l yf a b r i c a t e d ．T h ec a l i b r a t i o nc u r v e f o rt h eK + I S M E i sl i

13、 n e a rw i t h i naw i d er a n g eo f p K = 1 ．0 —4 ．0 ．I t ss l o p ei s5 6m V p e rd e c a d e ，w h i c h i sn e a rN e m s t r e s p o n s e ．T h el o n g - t e r ms t a b i l i t yo ft h e K + I S M E i sg o o d ．T

14、 h e v a r i a t i o n o f t h er e s p o n s e i sw i t h i n ±2m V d u r i n g2 m o n t h s ．H A P h a s b e e n s u c c e s s f u l l y p r e p a r e d b y s o l —g e l m e t h o d ．H A P ( 2 0 p , m ) w a ss u c

15、 c e s s f u l l yc o a t e do nP Ss u b s t r a t e ．I tw a s f o u n d t h a tr a p i dt h e r m a l a n n e a l i n g ( R T A )p r o c e s si sa b l et oe n h a n c e c r y s t a l l i n i t yo f H A P ．A n d t h e t

16、h e r m a l t r e a t m e n ta tI0 0 0 * Cc o n g l u t i n a t e s t h e H A Pl a y e r t i g h t l y w i t h t h e P S s u b s t r a t e ．T h a t w i l l b e n e f i ti m p l a n t a t i o no fs e n s o r sa n dI Ci n

17、h u m a n b o d i e s s o a s t or e d u c e a n d e v e ne n t i r e l ya v o i d b i o l o g i c a lr e j e c t i o n ．K e y w o r d s ：P o r o u s s i l i c o n ( P S ) ，P S m i c r o a r r a y s ，D N A c h i p ，h y d