纳米尺寸MgO薄膜制备及工艺参数对其沉积的影响研究

发布时间：2017-08-26 11:23

  本文关键词：纳米尺寸MgO薄膜制备及工艺参数对其沉积的影响研究

  更多相关文章： 生物传感器 磁控溅射 纳米MgO薄膜 膜厚分布模型 沉积速率

【摘要】：分析检测生物样品中所关注的物质是否存在、测定其中的成分含量、检测成分含量的变化、表征成分结构有多种手段。其中生物传感器具有高度的选择性、极高的灵敏度、响应快、样品用量少、体积小、准确度高等优点,已经被广泛的应用在医学、生物工程、食品工业和环境污染物检测等领域。传统的生物传感器换能器的栅介质材料为Si02,随着生物传感器的发展,绝缘栅介质层等效厚度已减小到纳米量级,超薄的Si02作为栅介质材料导致换能器的稳定性和可靠程度降低,纳米尺寸的MgO薄膜具有良好的绝缘性、高的介电常数、价格低廉和多种制备方法等特点,具有替代Si02的可能。本文主要研究内容如下：1、使用磁控溅射技术,在Si衬底上制备优良的纳米尺寸MgO薄膜。利用SGC-10薄膜测厚仪对薄膜厚度进行精准测量。2、构建了磁控溅射法制备纳米MgO薄膜厚度分布的理论模型,推导出厚度分布方程,并以离散值模拟出图像。同时我们也将实际测得的厚度值进行拟合,发现其与理论模型得到的结果符合的较好。结果表明,磁控溅射法制备的纳米MgO薄膜厚度不是完全均匀的,基片中心厚,向四周渐薄。3、首先,在理论上研究了工艺参数(溅射能量、Ar气流量、靶基距、衬底温度和较高的溅射气压)对薄膜沉积速率的影响。然后通过实验分别改变溅射气压、衬底温度制备了不同的MgO薄膜,计算了不同样品的沉积速率。结果表明溅射气压增大,沉积速率不断下降,衬底温度对沉积速率的影响不太明显。为磁控溅射法制备优良的MgO薄膜提供了参考。
【关键词】：生物传感器 磁控溅射 纳米MgO薄膜 膜厚分布模型 沉积速率
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.2;TB383.2;TP212.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景8-10
• 1.2 课题研究的意义和目的10-11
• 1.3 本文研究内容11-12
• 2 生物传感器简介12-19
• 2.1 生物传感器12-13
• 2.2 生物传感器的分类13-14
• 2.3 生物传感器的应用14-16
• 2.3.1 在医学领域中的应用14-15
• 2.3.2 在食品工业中的应用15
• 2.3.3 在环境检测中的应用15-16
• 2.4 半导体生物传感器16-17
• 2.4.1 MOS场效应晶体管生物传感器16-17
• 2.4.2 高介电常数栅介质材料17
• 2.5 本章小结17-19
• 3 Si衬底上纳米MgO薄膜的制备及表征19-23
• 3.1 磁控溅射技术的基本原理19-20
• 3.2 磁控溅射纳米MgO薄膜及其表征20-22
• 3.2.1 主要实验仪器简介及实验条件20-21
• 3.2.2 纳米MgO薄膜制备过程21-22
• 3.2.3 实验结果-薄膜表征22
• 3.3 本章小结22-23
• 4 膜厚分布理论模拟和实验分析23-27
• 4.1 膜厚分布的物理模型23-24
• 4.2 实验结果验证理论模型的详细分析24-26
• 4.2.1 MgO薄膜理论厚度分布24-25
• 4.2.2 MgO薄膜实验厚度分布25
• 4.2.3 实验结果对物理模型的验证25-26
• 4.3 本章小结26-27
• 5 工艺参数对沉积速率的影响27-33
• 5.1 溅射功率对薄膜沉积速率影响的理论分析27
• 5.2 Ar气流量对薄膜沉积速率影响的理论分析27
• 5.3 靶基距对薄膜沉积速率影响的理论分析27-28
• 5.4 溅射气压对薄膜沉积速率的影响28-30
• 5.4.1 高溅射气压对薄膜沉积速率影响的理论分析28
• 5.4.2 溅射气压对薄膜沉积速率影响实验结果分析28-30
• 5.5 衬底温度对薄膜沉积速率的影响30-32
• 5.5.1 衬底温度对薄膜沉积速率影响的理论分析30-31
• 5.5.2 衬底温度对薄膜沉积速率影响实验结果分析31-32
• 5.6 本章小结32-33
• 结论33-34
• 参考文献34-37
• 攻读学位期间发表的学术论文37-38
• 致谢38-39

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴西梅,刘欣,陈永泉;生物传感器的研制及在食品工业中的应用[J];广州食品工业科技;2001年02期

2 李真;戴媛静;陈曦;;生物传感器及其在环境分析中的应用[J];福建分析测试;2001年03期

3 李彦文,杨仁斌,郭正元;生物传感器在环境污染物检测中的应用[J];环境科学动态;2004年01期

4 王锋;樊先平;王民权;;光学生物传感器的研究进展[J];材料导报;2004年07期

5 耿敬章,仇农学;生物传感器及其在食品农药残留检测中的应用[J];粮油食品科技;2005年01期

6 周南;;德国生物传感器会议[J];分析试验室;2006年06期

7 李永生;高秀峰;齐娇娜;肖真;;乙醇荧光毛细生物传感器的研究[J];酿酒科技;2006年07期

8 康天放;刘润;鲁理平;程水源;;再生丝素固定乙酰胆碱酯酶生物传感器[J];应用化学;2006年10期

9 陈俭霖;;生物传感器在环境监测中的应用及发展前景[J];污染防治技术;2006年03期

10 ;第十届世界生物传感器大会将在上海召开[J];物理化学学报;2007年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 崔传金;吴海云;左月明;;生物传感器研究进展及发展趋势[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会（CSAE 2009）论文集[C];2009年

2 莫冰;刘晓为;;浅谈生物传感器在几个主要领域的应用及展望[A];中国传感器产业发展论坛暨东北MEMS研发联合体研讨会论文集[C];2004年

3 薛瑞;康天放;;基于丝素蛋白固定乙酰胆碱酯酶的有机磷和氨基甲酸酯类农药生物传感器的研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

4 李彤;赵纯;;用于水体监测的生物传感器研究进展[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集（第一卷）[C];2012年

5 任湘菱;唐芳琼;;光电化学体系构建新型葡萄糖生物传感器[A];中国感光学会影像材料的研究与应用学术研讨会论文集[C];2009年

6 邹琴;李刘冬;;生物传感器在贝毒快速检测中的应用[A];泛珠三角区域渔业经济合作论坛第三次年会会议论文[C];2008年

7 邱筱岷;;生物传感器及其在临床医学中的应用研究[A];中华医学会医学工程学分会第十次学术年会暨2009中华临床医学工程及数字医学大会论文集[C];2009年

8 马芬;张成孝;;多标记型汞离子电化学发光生物传感器的研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年

9 任湘菱;唐芳琼;;银—金纳米复合颗粒增强的葡萄糖生物传感器[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年

10 黄智伟;黄琛;;光纤DNA生物传感器研究动向[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 哈尔滨工业大学 莫冰;四大应用领域，，生物传感器技术发展迅速[N];中国电子报;2004年

2 张巍巍;美研制出超灵敏生物传感器[N];科技日报;2012年

3 吴琼;生物传感器迅速成长[N];中国电子报;2000年

4 何屹;新生物传感器可观测细菌生长[N];科技日报;2011年

5 记者 毛黎;人体细胞生物传感器分子机理首次揭开[N];科技日报;2011年

6 记者 何永晋;乌生物传感器研究硕果累累[N];科技日报;2003年

7 白毅 王宇星;我国生物传感器研究获重大进展[N];中国医药报;2006年

8 张佳星;“火眼金睛”窥测基因调控[N];科技日报;2008年

9 汪明;2009年全球生物传感器市场有望突破40亿美元[N];中国医药报;2006年

10 邹争春;漏声表面波生物传感器检测系统构建成功[N];中国医药报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 史大川;恒温型纳米—滚环扩增-SPR传感器快速检测病原微生物的研究[D];第三军医大学;2015年

2 刘蓬勃;提高微流芯片生物传感器检测限的研究[D];大连理工大学;2015年

3 唱凯;Ⅰ:LSAW生物传感器的构建及临床应用研究 Ⅱ:两株罕见致病菌的鉴定[D];第三军医大学;2015年

4 高小尧;基于核酸的生物传感器的研究与应用[D];福州大学;2014年

5 闫志勇;蛋白激酶活性的光电化学生物分析研究[D];青岛大学;2016年

6 张冰;SPR生物传感器及其与电化学联用研究[D];浙江大学;2016年

7 罗鹏;一次性电化学酒精生物传感器的研究[D];重庆医科大学;2009年

8 卫银银;新型葡萄糖生物传感器的构筑、机理及应用研究[D];华东师范大学;2011年

9 刘盛平;基于支撑双分子层膜的智能生物传感器系统研究[D];重庆大学;2003年

10 曹淑瑞;纳米复合材料固载生物氧化酶构建高灵敏电流型酶生物传感器的研究[D];西南大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 徐云英;基于免标记荧光生物传感器检测蛋白质和小分子的研究[D];西南大学;2015年

2 杨彩凤;水热法生长微/纳米结构及其电化学性能研究[D];西南大学;2015年

3 吴小平;基于新型碳纳米复合材料构建电致化学发光酶生物传感器的研究[D];西南大学;2015年

4 马晔;三维石墨烯/纳米材料复合生物传感器制备及应用研究[D];浙江大学;2015年

5 范玲玲;两种二茂铁探针的合成及其在QCM生物传感器组装与再生研究中的应用[D];郑州大学;2015年

6 段凯月;硫族钼化物纳米复合材料修饰玻碳电极的制备及其在分析化学中的应用研究[D];兰州大学;2015年

7 何颖;金属纳米材料和功能化的碳纳米材料在生物传感器中的应用研究[D];西南大学;2015年

8 张娟娟;基于纳米材料和酶构建的胆固醇和伴刀豆球蛋白A的电致化学发光生物传感器的研究[D];西南大学;2015年

9 王昱琳;基于明胶—多孔炭过氧化氢生物传感器的制备及其应用研究[D];北京化工大学;2015年

10 汪淑婷;基于纳米材料和核酸探针的新型荧光生物传感器[D];湖北中医药大学;2015年

本文编号：741262