Optischer Biosensor mittels selbstorganisierter nanostrukturierte Multilayerschichten

Abstract:
Ein MEMS Biosensor wird vorgestellt, der Nano- und Mikrostrukturtechnik miteinander verknüpft. Das Messprinzip beruht auf der Veränderung des Reflexionsspektrums von Multilayer-Interferenzschichten bei Befüllung der porösen Schichten mit flüssigen Analyten. Die Multilayerschichten werden dabei aus porösem Silizium gebildet. Durch geeignete Wahl der Prozessparameter kann die Porosität und die Porengröße (im Bereich nm) und damit der effektive Brechungsindex der Schicht so eingestellt werden, dass passende λ/4-Schichten entstehen. Auf diese Weise lassen sich in einem einfachen nasschemischen Prozess Multilayerschichten mit ganz unterschiedlichen optischen Eigenschaften realisieren (z.B. breitbandiges Reflexionsband oder schmalbandiger Reflexionspeak). Neben der optischen Funktion (Interferenz) bewirken diese quasi-dielektrischen Schichten aus porösem Silizium auch die Immobilisierung und Speicherung von in Fluiden gelösten bioaktiven Substanzen in den Desorptionsschichten. Der Sensoraufbau wird vorgestellt, die Funktion wird an Messungen von unterschiedlichen Alkoholen und Zuckerlösungen demonstriert.