《電讀出非標記型光電子集成生物感測器》是依託吉林大學，由宋俊峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電讀出非標記型光電子集成生物感測器
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋俊峰
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生物感測技術在人類生活中扮演著越來越重要的角色。近年來，生物感測器在醫學診斷、藥品的開發與研製、食品與環境監測以及軍事科學等諸多領域得到了廣泛的套用。可集成的非標記型納米光學生物感測器由於具有檢測對象範圍廣，且避免了標記帶來的不利影響等優點而成為了研究的熱點。但目前非標記型光學生物感測器普遍採用可調諧雷射器和高精度光譜儀作為測量手段，體積大，價格昂貴的缺點極大地限制了它的套用。本項目是針對這一點，提出以SOI材料為基礎，套用成熟的CMOS工藝技術將可調諧濾波器、生物感測器和光電探測器集成在一個晶片上，外部採用較廉價的寬譜光源（LED、ASE或超發光二極體），由光電探測器直接讀出電數據，實現集成化、低成本的非標記型生物感測器。同時探索SiN代替SOI的3D光電子集成技術。這是system-on-chip思想在集成光學生物感測器上的具體套用，為未來光子生物感測器的發展提供了一個新思路，新方法。
結題摘要
光子生物感測器技術廣泛地用於臨床治療、食品檢測、環境監測等等，它具有成本低，探測靈敏度高，信號穩定性好，數據分析簡單易行等優點，現已成為近幾年研究的主要對象。本項目針對目前光子生物感測器功能單一、成本高的問題，提出在晶片上集成光電子功能器件以取代外部設備的構想，以高密度集成晶片實現小體積、低成本、低能耗的無標記光子生物感測器。 在本項目里，我們主要做了以下五個方面的研究：1、鍺/矽光電探測器的集成，我們實現了在SOI上選擇外延生長Ge材料，其光電轉換效率可以達到~0.75A/W。2、矽基光學濾波器的設計與集成，理論上我們拓展了光學濾波器的設計方法，採用矽基光子線實現高品質因子的光學濾波器，並且具有低能耗的優點。3、體矽材料下的三維光電探測器的集成，我們與韓國三星同時提出在Si晶片上製作三維集成光電子器件的方法，我們的方案較三星公司的方案簡單易行。並成功製作了體矽材料的三維光電探測器，取得不錯的效果。4、SiN基濾波器、三維光電探測器、微環感測器的集成，我們將工藝上研究SiN基微環熱光可調諧微環濾波器、微環感測器、三維鍺矽光電探測器的集成技術，並最終製作了三維光子生物感測器，並製作出了手持是樣機。5、具有記憶功能的光子集成迴路，為了未來向智慧型化方向發展，我們進一步研究了可讀寫的具有記憶功能的光子集成迴路，為下一步智慧型化生物光學感測器打基礎。 經過3年的學術研究和技術攻關，我們成功製作出了手持式無標記光子生物感測器，原型樣機的尺寸小於iphone手機，其中的晶片可以集成幾百個無標記光子生物感測器單元。本項目的研究為光子生物感測器的小型化、智慧型化做出了有益的探索，學術成果有4篇SCI學術期刊，2篇IEDM，2篇CLEO和1篇新加坡國際會議上發表。該項目是與新加坡微電子研究所合作完成的，在合作中學習到了先進的矽基光電子集成技術，並建立了長期的合作關係。
