基于多孔硅的光學傳感器的研究.pdf

1、由于多孔硅比表面積大、易于表面修飾以及與傳統(tǒng)IC工藝的兼容性，使其作為一種全新的材料應用于傳感領域中。然而多孔硅對物質沒有選擇性，任何進入多孔硅孔道中的物質都可以改變多孔硅的折光指數(shù)，引起反射干涉光譜圖的變化。因此需要對多孔硅進行表面化學修飾。本文用電化學陽極浸蝕法制備了不同結構的多孔硅，并對多孔硅表面進行了不同的表面化學修飾，使其對不同的待測物有特異性響應，初步探索了多孔硅在化學與生物傳感器方面的應用。
　　 (1)綜述多孔硅

2、功能材料的研究現(xiàn)狀、多孔硅功能材料制備方法及形成機理、多孔硅功能材料主要光學性質，以及多孔硅法布里-珀羅干涉薄膜、雙層多孔硅、多孔硅梳狀濾光片、多孔硅微腔四種常見的多孔硅結構及在傳感領域研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。
　　 (2)制備了一種基于反射吸收原理的氨氣傳感器。通過在多孔硅修飾一層殼聚糖凝膠，然后吸附一種敏感染料分子-溴百里香酚藍，制備成氨氣敏感材料。當有氨氣流經(jīng)傳感材料的表面時，由于敏感染料分子的最大吸收峰位置移至多孔硅的反射峰

3、位置，因而使反射光強度降低，并且在一定的氨氣濃度范圍內(nèi)反射光強度的降低值與氨氣濃度呈正比(0-100ppm)。此傳感器最低檢測限為0.5ppm，響應時間小于30s，恢復時間約為60s，該傳感器結構簡單、響應時間短、靈敏度高、濃度范圍廣，可以快速準確的測定空氣中的氨氣濃度，可用于工作及生活環(huán)境中氨氣濃度的在線監(jiān)測及氣體泄漏報警。
　　 (3)制備了一種多孔硅陣列，并用離子液體對不同的傳感位點進行修飾，利用不同離子液體與不同易揮發(fā)有

4、機氣體(VOC)吸附作用力的差異，制備了一種新型的氣體敏感材料，這種基于離子液體修飾的多孔硅陣列VOC傳感器，響應時間小于30s，恢復時間約為60s，通過PCA等模式識別方法，實現(xiàn)了對六種VOC氣體的識別，解決了單一氣體傳感器組成的檢測系統(tǒng)選擇性低的問題。
　　 (4)研究了多孔硅/殼聚糖凝膠復合物作為生物傳感器的應用。本文研究了不同離子強度下多孔硅/殼聚糖復合物的pH敏感性，發(fā)現(xiàn)離子強度的改變會使凝膠的溶漲收縮情況發(fā)生逆轉。同