Кремниевые нанонити в качестве интерференционного оптического сенсора для биомедицины

Рачишена, П.А.; Ван М; Осминкина, Л.А.; Гончар, К.А.

Авторы: Рачишена П.А., Ван М, Осминкина Л.А., Гончар К.А.
Сборник: XXXI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2024». Секция «Физика»
Тезисы
Год издания: 2024
Издательство: Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова
Местоположение издательства: Москва
Первая страница: 342
Последняя страница: 343
Аннотация: С развитием нанотехнологий пористые кремниевые наноструктуры стали объектом повышенного внимания в научном сообществе. Их уникальные свойства, такие как большая удельная поверхность, химическая инертность и электропроводность, открывают широкие перспективы для применения в различных областях. Сенсорные приложения являются ключевым компонентом многих современных технологий, включая медицинские диагностические системы, промышленные процессы, экологический мониторинг и многое другое.В работах [1,2] была продемонстрирована возможность создания интерференционного оптического сенсора на основе кремниевых нанонитей (КНН) и пористого кремния для диагностики вирусов. Принцип действия таких сенсоров заключается в том, что освещение тонкого слоя кремниевых наноструктур белым светом приводит к отражению от границ раздела среда-наноструктура и наноструктура-кристаллический кремний (c-Si), создавая интерференционную картину, называемую полосами Фабри−Перо и определяемую эффективной оптической толщиной слоя наноструктур. Изменение эффективного показателя преломления слоя наноструктур после адсорбции биологических молекул и клеток проявляется в сдвиге интерференционных полос и/или изменении их интенсивности [2].В данной работе были получены КНН методом металл-стимулированного химического травления и сняты спектры отражения, на которых видна интерференционная картина. Был произведён анализ полученных спектров и посчитана пористость образцов, используя обобщенную формулу Бруггемана [1,2]:f_air (ε_eff-ε_air)/(ε_eff+L(ε_air-ε_eff))+f_Si (ε_eff-ε_Si)/(ε_eff+L(ε_Si-ε_eff))=0,где f_air и f_Si – факторы заполнения для воздуха и кремния, ε_air и ε_Si – диэлектрические проницаемости воздуха и кремния, ε_eff – эффективная диэлектрическая проницаемость среды, L – фактор деполяризации. По анализу интерференционных пиков до и после осаждения биомолекул можно судить о возможности детектирования выбранного объекта.В целом, работа не только представляет академический интерес, но имеет практическую значимость для развития сенсорных технологий. Улучшение чувствительности, стабильности и быстродействия сенсоров, может привести к созданию новых поколений сенсорных устройств, способных решать более сложные и актуальные задачи в различных областях.Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-72-10062, https://rscf.ru/project/22-72-10062/.ЛитератураК.А. Гончар, Н.Ю. Саушкин, И.И. Циняйкин, А.А. Елисеев, А.С. Гамбарян, Ж.В. Самсонова, Л.А. Осминкина. Диагностика вирусов с использованием интерференционных пленок Фабри-Перо макропористого кремния // Оптика и спектроскопия, 131(9), 2023, стр. 1283-1287. Gonchar K. A., Agafilushkina S. N., Moiseev D. V., Bozhev I. V., Manykin A. A.,Kropotkina E. A., Gambaryan A. S., Osminkina L. A., H1N1 influenza virus interaction with a porous layer of silicon nanowires // Materials Research Express, vol.7, 2020, p. 035002.
Добавил в систему: Гончар Кирилл Александрович

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ИНХС РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ИНХС РАН

Кремниевые нанонити в качестве интерференционного оптического сенсора для биомедицинытезисы доклада Тезисы

Прикрепленные файлы