ایجاد بستر حسگر با استفاده از لیتوگرافی تداخلی

محققان انگلیسی نشان داده‌اند که می‌توان با استفاده از لیتوگرافی تداخلی، آرایه‌هایی از نانوساختارهای بسیار یکنواخت در مقیاس سانتی‌متر تولید کرد. این ابزارهای الگودهی شده که با استفاده از روش‌های روکش‌دهی استاندارد ساخته شده‌اند، بستری برای تشخیص زیستی بسیار حساس همراه با منبع نور سفید و یک طیف‌سنج فراهم می‌آورند.

محققان انگلیسی نشان داده‌اند که می‌توان با استفاده از لیتوگرافی تداخلی،
آرایه‌هایی از نانوساختارهای بسیار یکنواخت در مقیاس سانتی‌متر تولید کرد. این
ابزارهای الگودهی شده که با استفاده از روش‌های روکش‌دهی استاندارد ساخته شده‌اند،
بستری برای تشخیص زیستی بسیار حساس همراه با منبع نور سفید و یک طیف‌سنج فراهم
می‌آورند.

گروه پژوهشی دانشگاه بیرمنگام آرایه‌های نانوساختاری هیبرید فلزی خود را که اندازه
آن در مقیاس سانتی‌متری بود، از طریق بررسی تغییرات پیک در طیف این تراشه پس از
افزودن اتانول مطلق آزمایش کردند. ابتدا سطح مورد نظر طیفی با دو پیک در طول
موج‌های ۳/۵۸۵ و ۶/۴۹۳ نشان داد؛ اما زمانی که یک قطره اتانول اضافه شد، این پیک‌ها
به سمت ۳/۴۵۱ و ۲/۶۱۸ نانومتر جابه‌جا شدند.

انتقال الگو

این گروه پژوهشی برای ایجاد این ابزار حسگری از ترکیبی از لیتوگرافی تداخلی،
رسوب‌دهی فلزی، و حکاکی استفاده کرد. آنها ابتدا یک لایه ۲۰ نانومتری از کروم روی
یک بسیتر سیلیکونی ۲*۲ سانتی‌متری که تمیز شده و پخته بود (در دمای ۱۷۰ درجه
سانتی‌گراد به مدت ۱ ساعت)، ایجاد کردند. سپس یک لایه به ضخامت ۱۲۰ نانومتر از ماده
مقاوم مثبت AZ3100MI روی فیلم کرومی ایجاد شده و به مدت ۱۵ دقیقه در دمای ۱۰۰ درجه
سانتی‌گراد قرار داده شد.

پس از آن زمان الگودهی بستر بود. دستگاه لیتوگرافی تداخلی این محققان بر تنظیمات
آینه Lloyd مبتنی بود. یک آینه به صورت معمولی نسبت به بستر قرار گرفته و یک نور
لیزر قطبی شده S با طول موج ۴۴۲ نانومتر روی آن تابانده شد. بخشی از نور لیزر توسط
آینه منعکس شده و با بخش منعکس نشده نور تداخل می‌کند و در نتیجه الگوهایی نوری از
خطوط روشن و تاریک ایجاد می‌شود.

کایل جیانگ از دانشگاه بیرمنگام می‌گوید: «می‌توان با حذف لایه نقره و سپس نشاندن
یک لایه جدید از بستر مورد نظر چندین بار استفاده کرد».

ماده مقاوم به مدت ۸ ثانیه در معرض لبه تداخلی قرار می‌گیرد. پس از چرخاندن نمونه
به میزان ۹۰ درجه، دوباره در معرض نور قرار می‌گیرد تا نانوپایه‌هایی روی بستر
ایجاد شوند. سپس ماده مقاوم در Microposit 303A به مدت ۳۰ ثانیه توسعه یافته و در
آب بدون یون شسته می‌شود. سپس باقیمانده‌های ماده مقاوم با استفاده از حکاکی یون
فعال حذف شده و فرایند دوم حکاکی برای انتقال الگو روی بسیتر سیلیکای گداخته آغاز
می‌شود.

در نهایت یک لایه نازک ۴۰ نانومتری از نقره روی نانوپایه‌های سیلیکون گداخته رسوب
داده می‌شود تا آرایه‌ای متناوب از نانوساختارهای فلزی که می‌توانند رزونانس
پلاسمون سطحی موضعی داشته باشند، ایجاد شود.