用于生物传感器的纳米氧化镁薄膜的制备及特性研究

摘要

上世纪六十年代人们首先提出生物传感器的概念，其具有高度的选择性、极高的灵敏度、响应快、样品用量少、体积小、准确度高等优点。随着社会的发展生物传感器在分析生物技术中占有越来越重要的地位。随着科学技术水平的提高，生物传感器换能器的栅介质材料已无法适应发展的需要。因此，需要制备一种新型的纳米薄膜来替代的SiO2。MgO具有高的介电常数、良好的绝缘性、成本低廉和制备方法简单等特点，具有成为替代SiO2的可能。本文主要研究内容如下:
　　1、对用SiO2纳米薄膜做生物传感器换能器的绝缘栅介质材料的局限性进行了总结。随着SiO2薄膜的变薄将造成漏电流增大、氧化不均等，这些不足将造成MOS场效应管性能的下降。提出了新型高介电常数材料的要求。
　　2、磁控溅射法是制备纳米MgO薄膜的重要手段，但是其成膜的均匀性限制了其被广泛的应用。本文建立了一个有关磁控溅射靶材分子运动过程的物理模型，通过推导得到基片上膜厚分布的等式，并通过实验验证。
　　3、利用磁控溅射法在硅基片上制备纳米MgO薄膜并对其进行了透过率及XRD表征。发现了一种新的测量薄膜介电常数的方法。构造了一个MOS管结构，测量了其C-F曲线，通过拟合计算得到低频下的介电常数和等效厚度。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究的意义和目的

1．3 本文研究内容

2 生物传感器简介

2．1 传感器

2．2 生物传感器

2．3 半导体生物传感器

2．3．1 半导体生物传感器的特点

2．3．2 MOS场效应晶体管

2．3．3 SiO2栅介材料的局限

2．3．4 高介电常数栅介质材料的要求

2．4 本章总结

3 磁控溅射成膜的均匀性研究

3．1 纳米薄膜的制备方法

3．1．1 脉冲激光沉积

3．1．2 溶胶—凝胶法

3．1．3 溅射法

3．2 磁控溅射成膜的均匀性研究

3．2．1 理论研究

3．2．2 实验研究

3．2．3 实验结果

3．3 本章总结

4 纳米氧化镁薄膜的制备

4．1 纳米氧化镁薄膜制备方法的研究现状

4．2 氧化镁制备过程及条件

4．3 氧化镁薄膜表征

4．4 本章总结

5 纳米MgO薄膜做生物传感器栅介质的性能研究

5．1 理论分析

5．2 实验分析

5．3 本章总结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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