[發明專利]高靈敏太赫茲微流通道傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201310316628.8
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103499534A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 陳沁;孫福河
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，包括襯底和至少一蓋層，所述襯底上設有金屬平面反射鏡，所述蓋層上設有金屬微結構層，所述金屬平面反射鏡與金屬微結構層之間形成有至少一用于被測液體流通的微流通道，并且，當所述微流通道內存有被測液體時，主要由所述金屬微結構層、被測液體和金屬平面反射鏡組合形成的復合結構在太赫茲波段內具有共振引起的強吸收特性。

2.根據權利要求1所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，它包括沿垂直于微流通道平面方向依次分布的兩個以上蓋層，其中任一蓋層朝向平面反射鏡的面上均設有金屬微結構層，所述金屬平面反射鏡與相鄰金屬微結構層之間以及相鄰蓋層之間均形成有微流通道，并且這些微流通道相互連通。

3.根據權利要求2所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，這些微流通道沿垂直于微流通道平面的方向依次連通。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，所述金屬微結構層包括附著在蓋層上的一種以上周期性結構單元，所述周期性結構單元的周期為10～500微米，厚度為0.01～0.5微米，且所采用的金屬材料至少包括金、銀、銅、鋁、鈦、鎳和鉻之中的任意一種或兩種以上的組合。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，所述金屬平面反射鏡厚度大于50納米，且所采用的金屬材料至少包括金、銀、銅、鋁、鈦、鎳和鉻中的一種或兩種以上的組合。

6.根據權利要求1-3中任一項所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，所述微流通道高度為1-10微米，寬度為100-5000微米，且所述微流通道的兩端分別與所述傳感器的液體輸入、輸出口連通。

7.根據權利要求1-3中任一項所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，所述襯底材料至少包括硅、砷化鎵、玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基戊烯和聚酰亞胺中的任意一種。

8.根據權利要求1-3中任一項所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，所述蓋層材料至少包括硅、砷化鎵、玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基戊烯和聚酰亞胺中的任意一種。

9.根據權利要求1-3中任一項所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，所述襯底與相鄰蓋層之間以及相鄰蓋層之間經過鍵合方法連接，從而在襯底與相鄰蓋層之間以及相鄰蓋層之間分別形成封閉微流通道。

10.根據權利要求1-3中任一項所述的高靈敏太赫茲微流通道傳感器，其特征在于，它還包括形成在所述金屬平面反射鏡和/或金屬微結構層上的介質保護層，所述介質保護層的厚度為0-100納米，且其材料至少包括二氧化硅、氮化硅、三氧化二鋁和SU-8光刻膠中的任意一種。

11.權利要求1-10中任一項所述高靈敏太赫茲微流通道傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

分別在襯底和至少一蓋層上加工形成金屬平面反射鏡和金屬微結構層，

其后，將所述襯底與該至少一蓋層固定連接，并使所述襯底與該至少一蓋層之間形成至少一封閉微流通道，

而后，在襯底和/或蓋層上設置與所述微流通道連通的通孔，形成用以向所述傳感器內輸入、輸出被測液體的液流通道。

12.權利要求11所述高靈敏太赫茲微流通道傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

(1)在襯底上通過金屬薄膜沉積方法形成金屬平面反射鏡；

(2)在該至少一蓋層上通過微納加工方法形成金屬微結構層或金屬微結構層與微流通道側壁；

(3)通過鍵合方法將所述襯底與該至少一蓋層連接，并在襯底與該至少一蓋層之間形成至少一封閉微流通道；

(4)而后，通過物理或化學方法在襯底和/或蓋層上設置與所述微流通道連通的通孔。