基于单晶硅的表面有序结构构筑及其在检测中的应用
[Abstract]:Compared with bulk materials, nanoscale materials have attracted great interest due to their unique properties, and have been widely used in gas detection, water pollutant detection and biological detection. There are many ways to construct the micro and nano structure on the surface of materials, which can be divided into two categories: "bottom-up" and "top-down". For example, nano-imprint technology and etching technology are all top-down methods, but no electrodeposition technology. Physical vapor deposition is a bottom-up approach that combines these processes and modifies the surface of the material to produce unique properties, such as metal nanoparticles that enhance Raman scattering on the surface of the material. The surface of spine-like nanostructures can assist in capturing circulating tumor cells. In this paper, we successfully constructed several kinds of surface ordered micro-nanostructures by combining with several common micro-nano materials processing techniques. Their applications in surface enhanced Raman scattering and biological detection were studied. The main contents are as follows: first, we propose a method to improve the detection sensitivity of surface-enhanced Raman scattering substrate by constructing a bearing platform in hot spots. Firstly, an array of suspended nano-tie structures was constructed on silicon substrate, then vacuum evaporated silver plating. The spacing of silver nanorods was adjusted by changing the time of silver dissolution. When the dissolution time was 150s, the distance below 20 nm could be obtained. However, the bridging bridge between colloidal spheres was retained in the process of dissolution of some silver, and eventually became the platform for carrying Raman probe molecules, which was conducive to more Raman probe molecules falling in hot spots, and realized the full use of hot spots. The structure has good Raman detection performance. The idea of locating detects in hot spots can also be used to prepare other structures, which provides a new method for the preparation of substrates (not just Raman substrates). Secondly, we use the hydrophobicity of the structure surface to deposit silver nanoparticles on the surface of the silicon nanorods using the non-electrodeposition method in the droplet limit domain and using the silicon nanocolumn as the template. Compared with other deposition methods, the metal particles deposited by this method are uniformly dispersed, and the particle size is controlled. The spacing of silver particles on a single silicon nanocolumn is less than 6 nm, and the nucleation sites are strictly confined to the upper surface of the silicon nanocrystalline column. The metal structure has good Raman repeatability (RSD=3.40%). Third, we used a 10 渭 m tetragonal pore template with a period of 20 渭 m as a mask, and obtained a hole array of 10 渭 m in diameter by photolithography on the silicon wafer, and then uniformly deposited silver nanoparticles in the pore array by controlling the conditions. Nano-pores were obtained by metal catalytic etching, and silicon nanowires were removed from some micron holes by ultrasonic method, and PDMS, was cast to form micronano composite PDMS cactus structure, which was connected with antibody. The substrate has good performance in capturing circulating tumor cells. The capture efficiency of 94%.PDMS material is not only very good biocompatibility, but also because of its soft surface, it can avoid the problem that the burrs of hard materials will puncture the cells.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ127.2
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,本文编号:2301454
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