DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-5-744-750


УДК53.06

ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОЛИРУЮЩИХ БАРЬЕРОВ В СИЛИКАТНЫХ ПОРИСТЫХ ПЛЕНКАХ ПРИ СО2 ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ

Андреева Я. М., Сергеев М. М., Габышева У. Е., Шишковский И. В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Андреева Я.М., Сергеев М.М., Габышева У.Е., Шишковский И.В. Формирование изолирующих барьеров в силикатных пористых пленках при СО2 лазерной обработке // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 5. С. 744–750. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-5-744-750

Аннотация

 Предложен способ интегрирования силикатных пористых пленок, используемых в качестве твердотельных носителей для различных индикаторов, путем СО2-лазерной записи ячеек, изолированных друг от друга барьерами. Рассмотрен механизм лазерной модификации структуры в виде тонкой силикатной пленки толщиной 170±10 нм, нанесенной на предметное стекло. Определены условия лазерного воздействия (плотность мощности

q= 8,7–11,3 кВт/см2, скорость сканирования Vск= 0,1–0,7 мм/с), обеспечивающие запись треков определенной формы с шириной 60 мкм, глубиной лунки 1,5±0,5 мкм и высотой валиков 2,5±0,5 мкм. При помощи оптической микроскопии и профилометрии была исследована зависимость геометрических параметров трека от скорости сканирования и плотности мощности падающего излучения. Для проверки эффективности барьеров изготовленные ячейки пропитывались водными растворами Cu(NO3)2 и родамином. В перспективе такой метод может быть использован для создания интегральных сенсорных устройств на основе тонких пленок, импрегнированных наночастицами различных металлов.




Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 17-32-50133 мол_нр.

Список литературы
  1. Carrilho E., Martinez A.W., Mirica K.A., Phillips S.T., Siegel A.C., Wiley B., Whitesides G.M. Three-Dimensional Microfluidic Devices. Patent US20110123398A1, 2014.
  2. Stenzel M.H., Barner-Kowollik C., Davis T.P. Formation of honeycomb-structured, porous films via breath figures with different polymer architectures // Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 2006. V. 44. N 8. P. 2363–2375. doi: 10.1002/pola.21334
  3. Kandimalla V.B., Tripathi V.S., Ju H. Immobilization of biomolecules in sol–gels: biological and analytical applications // Critical Reviews in Analytical Chemistry. 2006. V. 36. N 2. P. 73–106. doi: 10.1080/10408340600713652
  4. Evstrapov A., Esikova N., Rudnitskaya G., Antropova T.V. Porous glasses as a substrate for sensor elements // Optica Applicata. 2010. V. 40. N 2. P. 333–340.
  5. Ghallab Y.H., Ismail Y. CMOS circuits and systems for Lab-on-a-Chip applications / In: Lab-on-a-Chip Fabrication and Application. InTech, 2016. doi: 10.5772/63303 
  6. Грядунов Д., Зименков Д., Михайлович В., Наседкина Т., Дементьева Е., Рубина А., Паньков С., Барский В., Заседателев А. Технология гидрогелевых биочипов и ее применение в медицинской лабораторной диагностике // Лаборатория. 2009. T. 3. № 11. C. 10–14.
  7. Pettit R., Brinker C., Ashley C. Sol-gel double-layer antireflection coatings for silicon solar cells // Solar Cells. 1985. V. 15. N 3. P. 267–278. doi: 10.1016/0379-6787(85)90083-3
  8. Podbielska H., Ulatowska-Jarza A., Muller G., Eichler H.J. Sol-gels for optical sensors // Optical Chemical Sensors. Springer, 2006. V. 224. P. 353–385. doi: 10.1007/1-4020-4611-1_17
  9. Mac Craith B.D., Donagh C.M., McEvoy A., Butler T., O’Keeffe G., Murphy V. Optical chemical sensors based on sol-gel materials: recent advances and critical issues // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 1997. V. 8. N 1-3. P. 1053–1061.
  10. Mujahid A., Lieberzeit P.A., Dickert F.L. Chemical sensors based on molecularly imprinted sol-gel materials // Materials. 2010. V. 3. N 4. P. 2196–2217. doi: 10.3390/ma3042196
  11. Jeronimo P.C., Araujo A.N., Montenegro M.C.B. Optical sensors and biosensors based on sol–gel films // Talanta. 2007. V. 72. N 1. P. 13–27. doi: 10.1016/j.talanta.2006.09.029
  12. Nouira W., Maaref A., Elaissari H., Vocanson F., Siadat M., Jaffrezic-Renault N. Comparative study of conductometric glucose biosensor based on gold and on magnetic nanoparticles // Materials Science and Engineering C. 2013. V. 33. N 1. P. 298–303. doi: 10.1016/j.msec.2012.08.043
  13. Antypas H., Garcia M.V., Weibull E., Svahn H.A., Richter-Dahlfors A. A universal platform for selection and high-resolution phenotypic screening of bacterial mutants using the nanowell slide // Lab on a Chip. 2018. V. 19. N 12. P. 1767–1777. doi: 10.1039/c8lc00190a
  14. Pan L., Chortos A., Yu G., Wang Y., Isaacson S., Allen R., Shi Y., Dauskardt R., Bao Z. An ultra-sensitive resistive pressure sensor based on hollow-sphere microstructure induced elasticity in conducting polymer film // Nature Communications. 2014. V. 5. Art. 3002. doi: 10.1038/ncomms4002
  15. Bashouti M.Y., Manshina A., Povolotckaia A., Povolotskiy A., Kireev A., Petrov Y., Mackovic M., Spiecker E., Koshevoy I., Tunik S., Christiansen S. Direct laser writing of mu-chips based on hybrid C-Au-Ag nano-particles for express analysis of hazardous and biological substances // Lab on a Chip. 2015. V. 15. N 7. P. 1742–1747. doi: 10.1039/c4lc01376j
  16. Battie Y., Destouches N., Chassagneux F., Jamon D., Bois L., Moncoffre N., Toulhoat N. Optical properties of silver nanoparticles thermally grown in a mesostructured hybrid silica film // Optical Materials Express. 2011. V. 1. N 5. P. 1019–1033. doi: 10.1364/OME.1.001019
  17. Cheng J., Kar A. Mathematical model for laser densification of ceramic coating // Journal of Materials Science. 1997. V. 32. N 23. P. 6269–6278. doi: 10.1023/A:1018693212407
  18. Araujo F., Chia T., Hench L. Laser densification of channel waveguides in gel-silica substrates // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 1994. V. 2. N 1-3. P. 729–735. doi: 10.1007/BF00486339
  19. Lei J., Trofimov A.A., Chen J., Chen Z., Hong Y., Yuan L., Zhu W., Zhang Q., Jacobsohn L.G., Peng F., Bordia R.K., Xiao H. Thick Er-doped silica films sintered using CO2 laser for scintillation applications // Optical Materials. 2017. V. 68. P. 63–69. doi: 10.1016/j.optmat.2017.03.035


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика