一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及太赫兹生物传感应用技术领域，具体涉及一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片、制备方法及其应用，通过在介质层一侧生长异质结薄膜作为自旋太赫兹发射源，在另一侧设计加工周期性超材料结构并在其上包被特异性传感薄膜，当待测物滴加在传感器表面时，该特异性薄膜可以捕捉到待测物，引起超材料表面介电常数的改变，利用红外光入射到薄膜产生太赫兹辐射，太赫兹与超结构及其待测物之间的近场相互作用导致太赫兹共振峰位置的偏移，从而实现检测待测物的目的，通过制备大面积传感阵列芯片，在不同的传感芯片上包被不同的特异性薄膜，可实现高通量检测的功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及太赫兹生物传感应用
，具体涉及一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]太赫兹光谱是一种介于微波和红外之间的电磁波，其频率范围在0.1～10THz，波长范围在30um～3mm之间。由于过去缺乏有效的辐射源和灵敏的探测技术，该段电磁波一直没有被深入的研究，因此也被称作“太赫兹空隙”。随着超快光电技术和微型半导体器件的发展为太赫兹研究提供了更为有效的辐射源和检测技术，使得太赫兹技术得到了广泛而深入的研究。由于太赫兹波段内包含有关物质的物理、化学和结构信息，因此被广泛应用在材料科学、生物医药科学、食品化学、通信雷达等领域。
[0003]太赫兹应用的关键在于需要高性能、低成本的太赫兹源，以及高灵敏度的检测技术。目前，常见的太赫兹源包括光电导天线、有机晶体。但这类太赫兹源存在成本高，难以小型集成化，信号强度和谱宽难以兼顾，需要特定的泵浦激光等诸多问题。因此需要一种低成本、信号强、宽谱、集成化的太本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片，其特征在于，包括自旋太赫兹发射源、介质层和超材料结构，所述自旋太赫兹发射源包括PtO2/CoFeB/MgO三层薄膜，所述超材料结构包括非对称开口谐振环和金属短线。2.如权利要求1所述的一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片，其特征在于，所述超材料结构的表面设有特异性传感薄膜，所述特异性传感薄膜为能够特异性识别待测物的结合试剂，包括适配体、抗体或生物探针，所述介质层为石英、聚酰亚胺或PDMS薄膜。3.如权利要求1所述的一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片，其特征在于，所述PtO2/CoFeB/MgO三层薄膜中的PtO2的厚度为1
‑
6nm、CoFeB的厚度为1
‑
6nm、MgO的厚度为1
‑
6nm。4.如权利要求1所述的一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片，其特征在于，所述PtO2/CoFeB/MgO三层薄膜中的PtO2在制备时腔体内氧气浓度为10％～90％。5.如权利要求1所述的一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片，其特征在于，所述非对称开口谐振环包括两个开口，位于经过所述非对称开口谐振环的竖直直径的同侧，所述两个开口的中心线与所述竖直直径形成角度相同的锐角α，α为1～20
°
，所述开口的宽度g为1～10μm。6.如权利要求1所述的一种自旋太赫兹源和超材料集成的太赫兹高通量生物芯片，其特征在于，所述超材料传感器的周期P1为80～120μm，周期P2为80～120μm，所述非对称开口谐振环外径r为20～40μm，线宽w为5～20μm。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆亚林，殷明，王建林，黄秋萍，黄浩亮，傅正平，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：