Integrated optical read-out for polymeric cantilever-based sensors
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Undetermined
Denne afhandling præsenterer en ny udlæsnings metode udviklet til cantileverbaserede sensorer. Cantilevere er tynde vipper, der er fastgjorte i den ene ende, og som igennem de seneste ti °ar har vist sig at være en interessant ny type bio/kemisk sensor. Den specifikke genkendelse af et kemikalie viser sig ved at cantileveren bøjer som følge af det skabte overfladestress. Traditionelt bliver denne krumning kontrolleret af den eksterne optiske udlæsnings metode kendt fra atomic force mikroskopet (AFM). Et s°adant set-up er dog meget stort. Det er derfor gavnligt at fremstille et formindsket system. Desuden opn°as forøget følsomhed ved at fremstille cantileveren af et plastiskt materiale med et lavt Youngs modulus i stedet for af de traditionelle materialer Si og Si3N4. En ny udlæsning metode præsenteres her, hvor optiske bølgeledere bruges til at integrere lys i cantileveren. Det er et af plast fremstillet apparat, hvor b°ade cantilevere og bølgeledere er fremstillet i det negative resist SU-8. Bølgeledere er strukturer p°a begge sider af en cantilever, der hænger frit i en mikrofluid kanal. Lys ledes ind i systemet og bliver enten overført gennem cantileveren eller kastet tilbage fra frontdelen af cantileveren, afhængig af fremgangsm°aden. Denne afhandling viser at bølgeledere som kun understøtter den fundamentale mode ved 1 310 nm og med et udbredelsestab p°a kun 1.2 dB/cm kan fremstilles og integreres med frit-hængende cantilevere. En teoretisk model er blevet udviklet til at analysere følsomheden ved de to forskellige udlæsningsmetoder. Baseret p°a kalibreringseksperimenter bliver det mindst sporbare cantilever-udslag i transmissionsm° aden m°alt til 45 nm, hvilket passer fint med den beregnede værdi p°a 30 nm. Proof-of-principle vises ogs°a for refleksionsmetoden men ingen endegyldig værdi kan bestemmes for udlæsningsfølsomheden.
Denne afhandling præsenterer en ny udlæsnings metode udviklet til cantileverbaserede sensorer. Cantilevere er tynde vipper, der er fastgjorte i den ene ende, og som igennem de seneste ti °ar har vist sig at være en interessant ny type bio/kemisk sensor. Den specifikke genkendelse af et kemikalie viser sig ved at cantileveren bøjer som følge af det skabte overfladestress. Traditionelt bliver denne krumning kontrolleret af den eksterne optiske udlæsnings metode kendt fra atomic force mikroskopet (AFM). Et s°adant set-up er dog meget stort. Det er derfor gavnligt at fremstille et formindsket system. Desuden opn°as forøget følsomhed ved at fremstille cantileveren af et plastiskt materiale med et lavt Youngs modulus i stedet for af de traditionelle materialer Si og Si3N4. En ny udlæsning metode præsenteres her, hvor optiske bølgeledere bruges til at integrere lys i cantileveren. Det er et af plast fremstillet apparat, hvor b°ade cantilevere og bølgeledere er fremstillet i det negative resist SU-8. Bølgeledere er strukturer p°a begge sider af en cantilever, der hænger frit i en mikrofluid kanal. Lys ledes ind i systemet og bliver enten overført gennem cantileveren eller kastet tilbage fra frontdelen af cantileveren, afhængig af fremgangsm°aden. Denne afhandling viser at bølgeledere som kun understøtter den fundamentale mode ved 1 310 nm og med et udbredelsestab p°a kun 1.2 dB/cm kan fremstilles og integreres med frit-hængende cantilevere. En teoretisk model er blevet udviklet til at analysere følsomheden ved de to forskellige udlæsningsmetoder. Baseret p°a kalibreringseksperimenter bliver det mindst sporbare cantilever-udslag i transmissionsm° aden m°alt til 45 nm, hvilket passer fint med den beregnede værdi p°a 30 nm. Proof-of-principle vises ogs°a for refleksionsmetoden men ingen endegyldig værdi kan bestemmes for udlæsningsfølsomheden.
Publiceringsår
2007
Språk
Engelska
Fulltext
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
MIC - Department of Micro and Nanotechnology, Technical University of Denmark
Ämne
- Medical Engineering
Status
Published
Handledare
- Anja Boisen
- Jörg Hübner
- Montserrat Calleja
Försvarsdatum
16 maj 2007
Försvarstid
13:00
Försvarsplats
DTU
Opponent
- Gregory P. Nordin (Prof)
- Jesús Ruano-López (Dr.Ing.)