【技术实现步骤摘要】
一种自对准式太赫兹超表面微流体传感器及制备方法
[0001]本专利技术涉及液体检测及太赫兹生化传感领域,特别是涉及一种超表面吸收器集成微流通道的高品质因子和高灵敏度的自对准型太赫兹超表面微流体传感器。
技术介绍
[0002]太赫兹波(频率为0.1THz
‑
10THz,波长3mm
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0.03mm)是频率介于微波波段和红外波段之间的一种电磁波,其具有低光子能量、强穿透性、生物大分子指纹谱等独特性质,在生物样品检测领域具有巨大应用潜力。
[0003]电磁超材料是一种自然界不存在的具有亚波长周期结构的人工材料,其具有负介电常数和负磁导率等自然材料不具备的独特特性。
[0004]近年来,太赫兹时域光谱(THz
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TDS)技术受到了广大研究工作者的青睐。由于癌变细胞的折射率和太赫兹波吸收率普遍高于正常细胞以及生物大分子在太赫兹频段独有的指纹谱等特点,太赫兹技术在癌变细胞和生物样品的检测方面具有独特优势。因此,基于太赫兹超表面和太赫兹时域光谱技术的太赫兹传感器在生化检测领域大放异彩。但现阶段大部分太赫兹生物传感器检测生物样品时,均是将生物样品干燥在传感器表面进行检测,这与大部分生物分子所处的液体环境相差较大,从而导致检测结果有较大误差。为了克服这个问题并解决待测样品水环境对太赫兹波强吸收问题,一种集成微流通道的太赫兹超表面传感器被提出。
[0005]2016年Laser&Photonics Reviews第10期6卷的962页报道了一种将 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,包括超薄石英盖层和硅基座,所述硅基座纵向刻蚀一级台阶和二级台阶,在整个台阶的表面沉积金属薄膜作为反射金属膜,在所述超薄石英盖层上设有由金属微阵列构成的太赫兹超表面,超薄石英盖层嵌到与其尺寸相匹配的一级台阶上,太赫兹超表面和硅基底在二级台阶处构成微流通道,所述硅基座设有两个通孔与微流通道连接,用于注入和排出微流通道内待测液体样品。2.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,所述超薄石英层厚度h1=20μm~100μm,直径R1=10mm~20mm。3.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,所述金属微阵列采用Au、Ag、Al或Cu,厚度为h2=120nm~250nm。4.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,所述金属微阵列的单元结构的形状为线条结构,其尺寸为长L=35μm~70μm,宽D=9μm~20μm,单元结构的周期P
x
=P
y
=70μm~140μm。5.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,所述太赫兹微结构的形状为空心方环结构,其尺寸为外围长A=35μm~70μm,外围宽B=15μm~30μm,方环线宽w=5μm~10μm,单元结构的周期P
x
=P
y
=70μm~140μm。6.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,所述一级台阶为深度h4=20μm~100μm,R2=12~22mm的圆柱形区域。7.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,所述二级台阶为边长C=3mm~12mm,深度h5=3μm~6μm的方形空腔。8.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器,其特征在于,所述反射金属膜采用Au、Ag、Al或Cu,其厚度范围为120nm~250nm。9.如权利要求1所述的自对准型太赫兹超表面微流体传感器的制备方法,其步骤包括:1)在所述超薄石英盖层上制备由金属微阵列构成的太赫兹超表面,具体步骤为:1
‑
1)清洗超薄石英片,采用丙酮、异丙醇清洗,后烘干;1
‑
2)涂覆六甲基乙硅氮烷,用来增加光刻胶的粘附性和稳定性;1
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3)涂光刻胶并匀胶;1
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4)前烘后进行紫外曝光,并显影,使光刻胶图形化;1<...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴文刚,曹云昊,孙宏顺,陈雨萨,熊仕松,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:
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