一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器及制備方法，生物傳感器基于藍(lán)寶石襯底上外延p型GaN層，GaN層上制備陣列化n型ZnO納米線，陣列化納米線間隙采用PMMA或者parylene材料填充，陣列化納米線頂部沉積有ITO低阻導(dǎo)電薄膜，在ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面修飾有蛋白質(zhì)及固定有抗體,ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面制備有In金屬引出電極，以Ni/Au合金作為p型GaN層電極。本發(fā)明呈現(xiàn)了半導(dǎo)體ZnO納米線陣列異質(zhì)結(jié)LED的光學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)生物傳感的新穎技術(shù)，同時(shí)本發(fā)明傳感器制備方法利用電子束直寫(EBL)刻蝕和選擇性外延生長的方法制備線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED，也可利用納米壓印的方法替代電子束光刻實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，結(jié)合磁分離技術(shù)可實(shí)現(xiàn)生物分子的無標(biāo)、快速、高靈敏度檢測的目的。
【專利說明】—種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物傳感器及制備方法領(lǐng)域，具體為一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ZnO擁有纖鋅礦六角結(jié)構(gòu)，具有非中心對稱壓電性，在室溫下ZnO具有寬禁帶(3.3eV)半導(dǎo)體特性，其激子束縛能為60 meV，可實(shí)現(xiàn)室溫下穩(wěn)定的激子發(fā)射(電子和空穴之間強(qiáng)的庫倫作用的結(jié)果導(dǎo)致了光譜中紫外區(qū)的增強(qiáng)的輻射躍遷)和能帶工程的實(shí)現(xiàn)來構(gòu)造低晶格失配的載流子層和量子阱結(jié)構(gòu)，因此是有希望替代應(yīng)用的作為高效率紫外光發(fā)射器件。半導(dǎo)體ZnO納米線被成功組裝成不同類型的納米器件，如納米線場效應(yīng)晶體管、納米線激光器、納米線傳感器和納米線LED。然而，大面積ZnO襯底的商業(yè)可用性和濕刻的可能性使得制備ZnO器件有著誘人的前景，因?yàn)樗沟糜靡粋€(gè)簡單的方法制備低位錯(cuò)密度垂直結(jié)構(gòu)器件成為了可能。然而，P-ZnO的天然不存在性和難以制備性使得研究者開始尋找另外的P型材料(例如P-SrCu2O2, p-GaN, p-AlGaN and p_Si )來制備紫外光發(fā)射器件，GaN與ZnO具有較小的晶格失配，采用水熱的方法可以在P-GaN層上制備002擇優(yōu)取向、晶體質(zhì)量高的ZnO納米線序列?；谌绾翁岣逷-GaN/ZnO納米線藍(lán)紫色LED發(fā)射效率已經(jīng)有不少相關(guān)的報(bào)道。然而，如何利用ZnO的壓電性和光學(xué)性質(zhì)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)生物分子的傳感是研究的核心問題所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器及制備方法，以實(shí)現(xiàn)生物分子無標(biāo)、快速、高靈敏度檢測的目的。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器，其特征在于:包括有藍(lán)寶石襯底，藍(lán)寶石襯底上外延p型GaN層，p型GaN層上制備陣列化n型ZnO納米線，陣列化納米線間隙采用PMMA或者parylene材料填充,陣列化納米線頂部沉積有ITO低阻導(dǎo)電薄膜,構(gòu)成p型GaN_n型ZnO納米線陣列異質(zhì)結(jié)LED ;在ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面修飾有蛋白質(zhì)及固定有抗體，蛋白質(zhì)及抗體作為傳感器的一部分，蛋白質(zhì)用于抗體固定，抗體用于生物分子的特異性識別，其中ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面制備有In金屬引出電極，以Ni/Au合金作為p型GaN層電極。
[0005]所述的一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器，其特征在于:所述ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面上通過微流控通道引入修飾2抗的磁珠作為探測信號的放大，利用磁分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)生物分子的探測，其具體實(shí)現(xiàn)過程為:
(1)、待檢測物引入線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED芯片表面，此時(shí)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED處于正向偏壓狀態(tài)，漂移電場促使載流子在結(jié)區(qū)有輻射復(fù)合；
(2)、在步驟(I)所述條件下可以實(shí)現(xiàn)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED光強(qiáng)面掃描，此時(shí)可在帶CCD光學(xué)顯微鏡下即可實(shí)現(xiàn)面陣像元成像；(3)、引入2抗修飾的磁珠實(shí)現(xiàn)特異性識別；
(4 )、緩沖液引入，沖掉非特異性吸附的磁珠；
(5)、引入勻強(qiáng)磁場，磁力使特異性吸附有磁珠的n型ZnO納米線/p型GaN異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)區(qū)彎曲，在一定的漂移電場下造成結(jié)區(qū)載流子輻射復(fù)合的增強(qiáng)，即在CCD中可捕捉到納米線頂部吸附有磁珠的像元發(fā)光的增強(qiáng)；
(6)、在步驟(5)所述的條件下進(jìn)行線陣LED光強(qiáng)重復(fù)掃描；
(7)、通過線陣LED光強(qiáng)比對，建立檢測物濃度與光強(qiáng)相對值之間的對應(yīng)關(guān)系，通過調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)更高靈敏度的探測。
[0006]一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
(I )、在藍(lán)寶石襯底上首先采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的方法沉積本征GaN緩沖層以減小外延P型GaN層的應(yīng)力，接著在GaN緩沖層上外延高質(zhì)量P型GaN層，其中p型GaN層具有較高的質(zhì)量，空穴濃度大于3.0 X IO17 cm_3，遷移率大于10 cm^^1 s—1 ;通過超聲波清洗機(jī)利用丙酮、乙醇、去離子水對藍(lán)寶石襯底上的P型GaN外延層處理5分鐘后，采用氮?dú)獯蹈?；接著?00° C用熱板對基片烘烤2分鐘以去除表面吸附的水分子，最后用功率為120W的氧等離子體處理5分鐘；
(2)、采用涂膠機(jī)將電子束光刻膠PMMA作為掩膜旋涂于步驟(1)處理后的p型GaN層表面，旋涂厚度為100 nm ;然后將旋涂有電子束光刻膠PMMA的基片通過熱板在180° C烘烤2分鐘，等基片冷卻到室溫后送入電子束直寫腔室，利用電子束對光刻膠PMMA進(jìn)行圖形化直寫；接著在標(biāo)準(zhǔn)條件下顯影40 S，并用IPA終止顯影，在p型GaN層表面形成陣列化圖形用于ZnO納米線的選擇性生長；最后用氮?dú)獯蹈苫?，并采用熱板?00° C烘烤2分鐘以烘干基片，采用氧等離子體在功率為120 W處理圖形化基片，以去除掉裸露的P-GaN表面可能殘存的PMMA薄層；
(3)、采用水熱法在裸露的GaN層上制備ZnO納米線陣列，利用六次甲基四胺和乙酸鋅按摩爾比=1:1來配制水熱法生長所需的溶液，其中各自的濃度分別為0.01 mol/L，把配制好的溶液放入反應(yīng)釜內(nèi)襯中，把基片圖形化面朝向反應(yīng)釜內(nèi)襯的底面，生長溫度設(shè)置為95° C，生長時(shí)間為4 h，待溫度冷卻到室溫取出基片，然后用去離子水多次潤洗掉ZnO納米線表面及其間隙中殘余的溶液，最后利用熱板烘干基片表面水分；
(4)、采用涂膠機(jī)把電子束光刻膠PMMA或者利用真空氣相沉積儀把parylene材料涂覆ZnO納米線陣列間隙，然后采用氧等離子體刻蝕掉ZnO納米線陣列頂部的電子束光刻膠PMMA或者parylene材料，使ZnO頂部裸露出來；利用磁控濺射或者電子束蒸發(fā)的方法在ZnO納米線陣列頂部沉積ITO低阻導(dǎo)電薄膜,使ZnO納米線陣列通過ITO導(dǎo)電薄膜連接起來；
(5)、利用熱蒸發(fā)或者電子束蒸發(fā)的方法在p型GaN層上制備5nm Ni/100 nm Au合金電極，然后在空氣中對Ni/Au電極在450° C退火5分鐘以便形成較好的歐姆接觸電極；在ITO低阻導(dǎo)電薄膜薄膜表面同樣用熱蒸發(fā)或者電子束蒸發(fā)的方法沉積In金屬引出電極；
(6)、利用功率為120W氧等離子體處理ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面5分鐘，，然后在ITO表面修飾蛋白質(zhì)及抗體，蛋白質(zhì)及抗體作為傳感器的一部分，蛋白質(zhì)用于抗體固定，抗體用于生物分子的特異性識別。[0007]所述的一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，ZnO納米線陣列的直徑通過EBL或者納米壓印的方法圖形化限域，納米線的長度通過控制生長溫度和時(shí)間實(shí)現(xiàn)精確控制，納米線的直徑和長度對于傳感器的靈敏度是相關(guān)的。
[0008]本發(fā)明第一次提出了陣列化ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED壓電生物傳感器。通過“生物一納米一信息”的學(xué)科交叉融合，將在微納尺度效應(yīng)、界面效應(yīng)、生物傳感器特性表征和微納制造等研究方面取得突破，為其他微納器件和系統(tǒng)的研究提供理論、設(shè)計(jì)和制造基礎(chǔ)，推動(dòng)我國分析儀器微小型化、生物傳感現(xiàn)場檢測技術(shù)等的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)生物分子無標(biāo)、快速、高靈敏度檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明生物傳感器芯片示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明生物傳感器芯片制備方法流程圖。
[0011]圖3為本發(fā)明生物傳感器檢測過程說明。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示。一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器，包括有藍(lán)寶石襯底01，藍(lán)寶石襯底01上外延p型GaN層02，p型GaN層02上制備陣列化n型ZnO納米線03，陣列化ZnO納米線03間隙采用PMMA或者parylene材料04填充，陣列化納米線頂部沉積有ITO低阻導(dǎo)電薄膜05，這樣既構(gòu)成p型GaN -n型ZnO納米線陣列異質(zhì)結(jié)LED;在ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面修飾有蛋白質(zhì)及固定有抗體09，這里蛋白質(zhì)及抗體作為傳感器的一部分，蛋白質(zhì)用于抗體固定，抗體用于生物分子的特異性識別，其中ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面制備有In金屬引出電極07，以Ni/Au 06合金作為p型GaN層電極。
[0013]ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面上通過微流控通道引入修飾2抗的磁珠11作為探測信號的放大，利用磁分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)生物分子的探測。其具體實(shí)現(xiàn)過程為:
(1)、待檢測物引入線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED芯片表面，此時(shí)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED在外電場08中處于正向偏壓狀態(tài)，漂移電場促使載流子在結(jié)區(qū)有輻射復(fù)合；
(2)、在步驟(I)條件下可以實(shí)現(xiàn)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED光強(qiáng)面掃描，此時(shí)可在帶CXD光學(xué)顯微鏡下即可實(shí)現(xiàn)面陣像元成像；
(3)、引入2抗修飾的磁珠實(shí)現(xiàn)特異性識別；
(4 )、緩沖液引入，沖掉非特異性吸附的磁珠；
(5)、引入勻強(qiáng)磁場08,磁力使特異性吸附有磁珠的n型ZnO納米線/p型GaN異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)區(qū)彎曲，在一定的漂移電場下造成結(jié)區(qū)載流子輻射復(fù)合的增強(qiáng)，即在CCD中可捕捉到納米線頂部吸附有磁珠的像元發(fā)光的增強(qiáng)；
(6)、在步驟(5)條件下進(jìn)行線陣LED光強(qiáng)重復(fù)掃描；
(7)、通過線陣LED光強(qiáng)比對，建立檢測物濃度與光強(qiáng)相對值之間的對應(yīng)關(guān)系，通過調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)更高靈敏度的探測。
[0014]如圖2所示。一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器的制備方法，包括以下步驟:(I )、在藍(lán)寶石襯底上首先采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的方法沉積本征GaN緩沖層以減小外延P型GaN層的應(yīng)力，接著在GaN緩沖層上外延高質(zhì)量P型GaN層，其中p型GaN層具有較高的質(zhì)量(空穴濃度大于3.0 X IO17 cm_3，遷移率大于10 Cm2V^1 S-1)。通過超聲波清洗機(jī)利用丙酮、乙醇、去離子水對藍(lán)寶石襯底上的P型GaN外延層處理5分鐘后，采用氮?dú)獯蹈?；接著?00° C用熱板對基片烘烤2分鐘以去除表面吸附的水分子，最后用功率為120W的氧等離子體處理5分鐘；
(2)、采用涂膠機(jī)將電子束光刻膠PMMA(正膠)作為掩膜旋涂于步驟(1)處理后的p型GaN層表面，旋涂厚度為100 nm;然后將旋涂有電子束光刻膠PMMA的基片通過熱板在180° C烘烤2分鐘，等基片冷卻到室溫后送入電子束直寫腔室，利用電子束對光刻膠PMMA進(jìn)行圖形化直寫；接著在標(biāo)準(zhǔn)條件下顯影40 S，并用IPA終止顯影，在p型GaN層表面形成陣列化圖形用于ZnO納米線的選擇性生長；最后用氮?dú)獯蹈苫?，并采用熱板?00° C烘烤2分鐘以烘干基片，采用氧等離子體在功率為120 W處理圖形化基片，以去除掉裸露的P-GaN表面可能殘存的PMMA薄層；
(3)、采用水熱法在裸露的GaN層上制備ZnO納米線陣列，利用六次甲基四胺和乙酸鋅按摩爾比=1:1來配制水熱法生長所需的溶液，其中各自的濃度分別為0.01 mol/L，把配制好的溶液放入反應(yīng)釜內(nèi)襯中，把基片圖形化面朝向反應(yīng)釜內(nèi)襯的底面。生長溫度設(shè)置為95° C，生長時(shí)間為4 h，待溫度冷卻到室溫取出基片。然后用去離子水多次潤洗掉ZnO納米線表面及其間隙中殘余的溶液，最后利用熱板烘干基片表面水分；
(4)、采用涂膠機(jī)把電子束光刻膠PMMA或者利用真空氣相沉積儀把parylene材料涂覆ZnO納米線陣列間隙，然后采用氧等離子體刻蝕掉ZnO納米線陣列頂部的電子束光刻膠PMMA或者parylene材料，使ZnO頂部裸露出來；利用磁控濺射或者電子束蒸發(fā)的方法在ZnO納米線陣列頂部沉積ITO低阻導(dǎo)電薄膜,使ZnO納米線陣列通過ITO導(dǎo)電薄膜連接起來；
(5)、利用熱蒸發(fā)或者電子束蒸發(fā)的方法在p型GaN層上制備5nm Ni/100 nm Au合金電極，然后在空氣中對Ni/Au電極在45`0° C退火5分鐘以便形成較好的歐姆接觸電極；在ITO低阻導(dǎo)電薄膜薄膜表面同樣用熱蒸發(fā)或者電子束蒸發(fā)的方法沉積In金屬引出電極；
(6)、利用功率為120W氧等離子體處理ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面5分鐘，，然后在ITO表面修飾蛋白質(zhì)及抗體，蛋白質(zhì)及抗體作為傳感器的一部分，蛋白質(zhì)用于抗體固定，抗體用于生物分子的特異性識別。
[0015]步驟3 (3)中，ZnO納米線陣列的直徑通過EBL或者納米壓印的方法圖形化限域，納米線的長度通過控制生長溫度和時(shí)間實(shí)現(xiàn)精確控制，納米線的直徑和長度對于傳感器的靈敏度是相關(guān)的。
[0016]如圖3所示，本發(fā)明在ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面上通過微流控通道引入修飾2抗的磁珠作為探測信號的放大，利用磁分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)生物分子的探測。其具體實(shí)現(xiàn)過程如圖3所示:
①待檢測物引入線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED芯片表面，此時(shí)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED處于正向偏壓狀態(tài)，漂移電場促使載流子在結(jié)區(qū)有輻射復(fù)合；
②在①所述條件下可以實(shí)現(xiàn)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED光強(qiáng)面掃描，此時(shí)可在帶CCD光學(xué)顯微鏡下即可實(shí)現(xiàn)面陣像元成像； ③引入2抗修飾的磁珠實(shí)現(xiàn)特異性識別；
④緩沖液引入，沖掉非特異性吸附的磁珠；
⑤引入勻強(qiáng)磁場08,磁力使特異性吸附有磁珠的n型ZnO納米線/p型GaN異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)區(qū)彎曲，在一定的漂移電場下造成結(jié)區(qū)載流子輻射復(fù)合的增強(qiáng)，即在CCD中可捕捉到納米線頂部吸附有磁珠的像元發(fā)光的增強(qiáng)；
⑥在⑤所述的條件下進(jìn)行線陣LED光強(qiáng)重復(fù)掃描；
⑦通過線陣LED光強(qiáng)比對，建立檢測物濃度與光強(qiáng)相對值之間的對應(yīng)關(guān)系，通過調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)更高靈敏度的探測。
【權(quán)利要求】
1.一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器，其特征在于:包括有藍(lán)寶石襯底，藍(lán)寶石襯底上外延p型GaN層,p型GaN層上制備陣列化n型ZnO納米線，陣列化納米線間隙采用PMMA或者paryIene材料填充,陣列化納米線頂部沉積有ITO低阻導(dǎo)電薄膜,構(gòu)成p型GaN_n型ZnO納米線陣列異質(zhì)結(jié)LED ;在ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面修飾有蛋白質(zhì)及固定有抗體，蛋白質(zhì)及抗體作為傳感器的一部分，蛋白質(zhì)用于抗體固定，抗體用于生物分子的特異性識別，其中ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面制備有In金屬引出電極，以Ni/Au合金作為p型GaN層電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器，其特征在于:所述ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面上通過微流控通道引入修飾2抗的磁珠作為探測信號的放大，利用磁分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)生物分子的探測，其具體實(shí)現(xiàn)過程為: (1)、待檢測物引入線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED芯片表面，此時(shí)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED處于正向偏壓狀態(tài)，漂移電場促使載流子在結(jié)區(qū)有輻射復(fù)合； (2)、在步驟(1)所述條件下可以實(shí)現(xiàn)線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED光強(qiáng)面掃描，此時(shí)可在帶CCD光學(xué)顯微鏡下即可實(shí)現(xiàn)面陣像元成像； (3)、引入2抗修飾的磁珠實(shí)現(xiàn)特異性識別； (4 )、緩沖液引入，沖掉非特異性吸附的磁珠； (5)、引入勻強(qiáng)磁場，磁力使特異性吸附有磁珠的n型ZnO納米線/p型GaN異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)區(qū)彎曲，在一定的漂移電場下造成結(jié)區(qū)載流子輻射復(fù)合的增強(qiáng)，即在CCD中可捕捉到納米線頂部吸附有磁珠的像元發(fā)光的增強(qiáng)； (6)、在步驟(5)所述的條件下進(jìn)行線陣LED光強(qiáng)重復(fù)掃描； (7)、通過線陣LED光強(qiáng)比對，建立檢測物濃度與光強(qiáng)相對值之間的對應(yīng)關(guān)系，通過調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)更高靈敏度的探測。
3.一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (I )、在藍(lán)寶石襯底上首先采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的方法沉積本征GaN緩沖層以減小外延P型GaN層的應(yīng)力，接著在GaN緩沖層上外延高質(zhì)量P型GaN層，其中p型GaN層具有較高的質(zhì)量，空穴濃度大于3.0 X IO17 cm_3，遷移率大于10 cm^^1 s—1 ;通過超聲波清洗機(jī)利用丙酮、乙醇、去離子水對藍(lán)寶石襯底上的P型GaN外延層處理5分鐘后，采用氮?dú)獯蹈?；接著?00° C用熱板對基片烘烤2分鐘以去除表面吸附的水分子，最后用功率為120W的氧等離子體處理5分鐘； (2)、采用涂膠機(jī)將電子束光刻膠PMMA作為掩膜旋涂于步驟(1)處理后的p型GaN層表面，旋涂厚度為100 nm ;然后將旋涂有電子束光刻膠PMMA的基片通過熱板在180° C烘烤2分鐘，等基片冷卻到室溫后送入電子束直寫腔室，利用電子束對光刻膠PMMA進(jìn)行圖形化直寫；接著在標(biāo)準(zhǔn)條件下顯影40 S，并用IPA終止顯影，在p型GaN層表面形成陣列化圖形用于ZnO納米線的選擇性生長；最后用氮?dú)獯蹈苫⒉捎脽岚逡?00° C烘烤2分鐘以烘干基片，采用氧等離子體在功率為120 W處理圖形化基片，以去除掉裸露的P-GaN表面可能殘存的PMMA薄層； (3)、采用水熱法在裸露的GaN層上制備ZnO納米線陣列，利用六次甲基四胺和乙酸鋅按摩爾比=1:1來配制水熱法生長所需的溶液，其中各自的濃度分別為0.01 mol/L，把配制好的溶液放入反應(yīng)釜內(nèi)襯中，把基片圖形化面朝向反應(yīng)釜內(nèi)襯的底面，生長溫度設(shè)置為95° C，生長時(shí)間為4 h，待溫度冷卻到室溫取出基片，然后用去離子水多次潤洗掉ZnO納米線表面及其間隙中殘余的溶液，最后利用熱板烘干基片表面水分； (4)、采用涂膠機(jī)把電子束光刻膠PMMA或者利用真空氣相沉積儀把parylene材料涂覆ZnO納米線陣列間隙，然后采用氧等離子體刻蝕掉ZnO納米線陣列頂部的電子束光刻膠PMMA或者parylene材料，使ZnO頂部裸露出來；利用磁控濺射或者電子束蒸發(fā)的方法在ZnO納米線陣列頂部沉積ITO低阻導(dǎo)電薄膜,使ZnO納米線陣列通過ITO導(dǎo)電薄膜連接起來； (5)、利用熱蒸發(fā)或者電子束蒸發(fā)的方法在p型GaN層上制備5nm Ni/100 nm Au合金電極，然后在空氣中對Ni/Au電極在450° C退火5分鐘以便形成較好的歐姆接觸電極；在ITO低阻導(dǎo)電薄膜薄膜表面同樣用熱蒸發(fā)或者電子束蒸發(fā)的方法沉積In金屬引出電極； (6)、利用功率為120W氧等離子體處理ITO低阻導(dǎo)電薄膜表面5分鐘，，然后在ITO表面修飾蛋白質(zhì)及抗體，蛋白質(zhì)及抗體作為傳感器的一部分，蛋白質(zhì)用于抗體固定，抗體用于生物分子的特異性識別。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種線陣ZnO納米線異質(zhì)結(jié)LED生物傳感器的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，ZnO納米線陣列的直徑通過EBL或者納米壓印的方法圖形化限域，納米線的長度通過控制生長溫度和時(shí)間實(shí)現(xiàn)精確控制，納米線的直徑和長度對于傳感器的靈敏度是相關(guān) 的。
【文檔編號】G01N33/543GK103760336SQ201410001333
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】郭振, 黎海文, 吳一輝 申請人:中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所