专利名称：一种生物传感器及其制备方法
技术领域：
本发明属磁性光子晶体技术领域，具体涉及一种生物传感器及其制备方法。
背景技术：
光子晶体，即光子禁带材料，从材料结构上看，光子晶体是一类在光学尺度上具有 周期性介电结构的人工设计和制造的晶体。与半导体晶格对电子波函数的调制相类似，光 子带隙材料能够调制具有相应波长的电磁波-一 当电磁波在光子带隙材料中传播时，由于 存在布拉格散射而受到调制，电磁波能量形成能带结构。能带与能带之间出现带隙，即光子 带隙。所具能量处在光子带隙内的光子，不能进入该晶体。光子晶体和半导体在基本模型 和研究思路上有许多相似之处，原则上人们可以通过设计和制造光子晶体及其器件，达到 控制光子运动的目的。光子晶体(又称光子禁带材料)的出现，使人们操纵和控制光子的 梦想成为可能。 光子晶体是指具有光子带隙(Photonic Band-G即，简称为PBG)特性的人造周期 性电介质结构，有时也称为PBG结构。所谓的光子带隙是指某一频率范围的波不能在此周 期性结构中传播，即这种结构本身存在"禁带"。这一概念最初是在光学领域提出的，现在它 的研究范围已扩展到微波与声波波段。由于这种结构的周期尺寸与"禁带"的中心频率对 应的波可比拟，所以这种结构在微波波段比在光波波段更容易实现。微波波段的带隙常称 为电磁带隙(ElectromagneticBand-G即，简称为EBG)，光子晶体的引入为微波领域提供了 新的研究方向。光子晶体完全依靠自身结构就可实现带阻滤波，且结构比较简单，在微波电 路、微波天线等方面均具有广阔的应用前景。国外在这一方面的研究已经取得了很多成果， 而国内的研究才刚刚起步，所以从事光子晶体的研究具有重要的意义。
迄今为止，已有多种基于光子晶体的全新光子学器件被相继提出，包括无阈值的 激光器，无损耗的反射镜和弯曲光路，高品质因子的光学微腔，低驱动能量的非线性开关和 放大器，波长分辨率极高而体积极小的超棱镜，具有色散补偿作用的光子晶体光纤，以及提 高效率的发光二极管等。光子晶体的出现使信息处理技术的〃 全光子化〃 和光子技术的微 型化与集成化成为可能，它可能在未来导致信息技术的一次革命，其影响可能与当年半导 体技术相提并论。光子晶体近期在国际上的应用进一步深化，具体表现在
1.与纳米技术相结合，用于制造微米级的激光，硅基激光； 2.与量子点结合，使得原子和光子的相互作用影响材料的性质，从而达到减小光 速、减小吸收等作用。

发明内容
本发明的目的在于利用光子晶体技术，提供一种可以检测生物细胞是否病变的新 型光子晶体生物传感器。
本发明的目的通过下述方法和步骤实现 首先清洗好玻璃衬底，保证足够的清洁度，在大气环境中，保持温度为摄氏20-30度，在玻璃衬底上用液面提拉法规则排列直径为200-1500nm聚苯乙烯小球，即可制作成光
子晶体基片。 把制作成功的光子晶体基片放进溅射腔内，抽真空。溅射腔的本底真空度降到 10—5Pa-10—6Pa时，通氩气。 氩气压维持在0. 2-0. 5Pa，采用直流溅射方式在基片上制备缓冲层Pt，溅射速率 为0. 01-0. 07nm/s。当缓冲层Pt的厚度达到5-50nm时，结束本制程，转入下一制程。
氩气压维持在0. 2-0. 5Pa，采用直流溅射方式制备磁性层[Co/Pt]n，溅射速率为 0. 01-0. 07nm/s。当磁性层[Co/Pt]n的厚度达到l_50nm时，结束本制程，转入下一制程。
氩气压维持在0.2-0.5Pa，采用直流溅射方式制备保护层Pt，溅射速率为 0. 01-0. 07nm/s。当保护层Pt的厚度达到5-50nm时，结束全部制程。
待样品温度降至室温，开腔取样并测量。
通过以上步骤，即制得本发明所述的光子晶体生物传感器。 本发明所提供的光子晶体生物传感器，可用于检测生物细胞，并可以检测生物细 胞是否病变。


图1是glass/PS (400， 500， 600nm) /Pt/ [Co/Pt] 3/Pt，与glass/Pt〃 [Co/Pt] 3/Pt磁 光科尔角对比。 图2是glass/PS (400， 500， 600nm) /Pt/ [Co/Pt] 3/Pt，与glass/Pt〃 [Co/Pt] 3/Pt磁 光椭偏率对比。 图3是glass/PS(400，500，600nm)/Pt/[Co/Pt]3/Pt光谱反射率对比。
图4是glass/PS (400， 500， 600nm)/Pt/[Co/Pt]3/Pt拟和光谱反射率对比。
具体实施方案 以下结合具体的实施例，对本发明做进一步的阐述。实施例仅用于对本发明做说
明而不是对本发明的限制。
实施例1 : 首先清洗好玻璃衬底，保证足够的清洁度，在大气环境中，保持温度为摄氏20度， 在玻璃衬底上用液面提拉法规则排列直径为200nm聚苯乙烯小球，即可制作成光子晶体基 片。把制作成功的光子晶体基片放进溅射腔内，抽真空。溅射腔的本底真空度降到10—5Pa 时，通氩气。氩气压维持在0. 2Pa，采用直流溅射方式在基片上制备缓冲层Pt，溅射速率为 0. 01nm/s。当缓冲层Pt的厚度达到5nm时，氩气压维持在0. 2Pa，采用直流溅射方式制备磁 性层[Co/Pt]n，溅射速率为0. 01nm/s。当磁性层[Co/Pt]n的厚度达到lnm时，氩气压维持 在0. 2Pa，采用直流溅射方式制备保护层Pt，溅射速率为0. 01nm/s。当保护层Pt的厚度达 到5nm时，结束全部制程。待样品温度降至室温，开腔取样并测量，即制得本发明所述的光 子晶体生物传感器。
实施例2 : 首先清洗好玻璃衬底，保证足够的清洁度，在大气环境中，保持温度为摄氏30度， 在玻璃衬底上用液面提拉法规则排列直径为1500nm聚苯乙烯小球，即可制作成光子晶体
4基片。把制作成功的光子晶体基片放进溅射腔内，抽真空。溅射腔的本底真空度降到10—6Pa 时，通氩气。氩气压维持在0. 5Pa，采用直流溅射方式在基片上制备缓冲层Pt，溅射速率为 0. 07nm/s。当缓冲层Pt的厚度达到50nm时，氩气压维持在0. 5Pa，采用直流溅射方式制备 磁性层[Co/Pt]n，溅射速率为0.07nm/s。当磁性层[Co/Pt]n的厚度达到50nm时，氩气压维 持在0. 5Pa，采用直流溅射方式制备保护层Pt，溅射速率为0. 07nm/s。当保护层Pt的厚度 达到50nm时，结束全部制程。待样品温度降至室温，开腔取样并测量，即制得本发明所述的 光子晶体生物传感器。
实施例3 : 首先清洗好玻璃衬底，保证足够的清洁度，在大气环境中，保持温度为摄氏25度， 在玻璃衬底上用液面提拉法规则排列直径为800nm聚苯乙烯小球，即可制作成光子晶体基 片。把制作成功的光子晶体基片放进溅射腔内，抽真空。溅射腔的本底真空度降到3 X 10—5Pa 时，通氩气。氩气压维持在O. 35Pa，采用直流溅射方式在基片上制备缓冲层Pt，溅射速率为 0. 04nm/s。当缓冲层Pt的厚度达到30nm时，氩气压维持在0. 35Pa，采用直流溅射方式制备 磁性层[Co/Pt]n，溅射速率为0.04nm/s。当磁性层[Co/Pt]n的厚度达到30nm时，氩气压维 持在0. 35Pa，采用直流溅射方式制备保护层Pt，溅射速率为0. 04nm/s。当保护层Pt的厚度 达到30nm时，结束全部制程。待样品温度降至室温，开腔取样并测量，即制得本发明所述的 光子晶体生物传感器。
权利要求
一种生物传感器，其特征在于在玻璃衬底上依次规则排列聚苯乙烯小球、缓冲层Pt、磁性层[Co/Pt]n、保护层Pt。
2. 根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于聚苯乙烯小球直径为200-1500nm。
3. 根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于缓冲层Pt的厚度为5-50nm。
4. 根据权利要求l所述的生物传感器，其特征在于磁性层[Co/Pt]n的厚度为l-50nm。
5. 根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于保护层Pt的厚度为5-50nm。
6. —种新型生物传感器的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下(1) 首先在大气中，在玻璃衬底上用液面提拉法规则排列聚苯乙烯小球。(2) 在氩气保护下，采用直靶真空磁控溅射方法，溅射生长缓冲层Pt。(3) 然后，溅射生长磁性层[C0/Pt]n。(4) 最后，溅射生长保护层Pt。
7. 根据权利要求6所述的生物传感器的制备方法，其特征在于溅射腔的真空度为 10—5Pa-10—6Pa。
8. 根据权利要求6所述的生物传感器的制备方法，其特征在于规则排列聚苯乙烯小球 时，大气环境温度为摄氏20-30度。
9. 根据权利要求6所述的生物传感器的制备方法，其特征在于生长缓冲层Pt时，氩气 压力为0. 2-0. 5Pa，溅射速率为0. 01-0. 07nm/s。
10. 根据权利要求6所述的生物传感器的制备方法，其特征在于生长磁性层[Co/Pt]n 时，氩气压力为0. 2-0. 5Pa，溅射速率为0. 01-0. 07nm/s。
11. 根据权利要求6所述的生物传感器的制备方法，其特征在于生长保护层Pt时，氩气 压力为0. 2-0. 5Pa，溅射速率为0. 01-0. 07nm/s。
全文摘要
本发明提供一种新型光子晶体生物传感器及其制备方法，通过在玻璃衬底上依次规则排列聚苯乙烯小球、缓冲层Pt、铁磁层[Co/Pt]n、保护层Pt，即可制得本发明所述的生物传感器，本发明的生物传感器可以用来检测生物细胞的病变与否。
文档编号G01N33/48GK101762685SQ200810207690
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者刘尊, 周仕明, 石磊 申请人:复旦大学