TWI456195B - 生醫及微奈米結構物質感測晶片及其製備方法 - Google Patents

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Claims (33)

  1. 一種生醫及微奈米結構物質感測晶片，係包括複數奈米金屬顆粒以及一陽極氧化鋁薄膜，其中：該陽極氧化鋁薄膜為一具有奈米孔洞之多孔性材料，其具有一第一表面以及相對該第一表面之一第二表面，且該陽極氧化鋁薄膜具有複數孔洞，該孔洞係為長條管狀，且該孔洞具有一第一端以及一第二端，該第一端係具有開口且該開口係位於該陽極氧化鋁薄膜之第一表面，該孔洞之第二端係封閉且該第二端位於該陽極氧化鋁薄膜之第二表面，該封閉之第二端係被一阻障層覆蓋，且該些複數奈米金屬顆粒係以電鍍沉積形成且完全位於該孔洞之內；其中，覆蓋該陽極氧化鋁薄膜之第二端之阻障層之厚度係為1nm至300nm；並且當一待測物與該感測晶片之第二端之阻障層接觸時，係藉由拉曼光譜法測定一拉曼散射訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，覆蓋該陽極氧化鋁薄膜之第二端之阻障層之厚度係為1nm至60nm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，覆蓋該陽極氧化鋁薄膜之第二端之阻障層之厚度係為1nm至10nm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，該阻障層之材質係二氧化矽、氧化鋅、氧化鋁、或表面附氫原子或氟原子之石墨烯。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，該待測物係與該感測晶片之陽極氧化鋁薄膜之第二表面接觸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，更包括一功能性薄膜或附著物，係覆於該第二表面，使該待測物係與該功能性薄膜或附著物接觸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，該拉曼光譜法係為表面增強拉曼散射法(SERS)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，該孔洞之開口直徑為10nm至400nm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，該奈米金屬顆粒之粒徑係為10nm至400nm。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，該奈米金屬顆粒之材質係選自由：銀、金、銅、鎳、鉻、鎢、白金、鋁、及其合金所組成之群組。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，其中，該奈米金屬顆粒為實心或空心，且該奈米金屬顆粒之形狀係柱狀、類球狀、橢圓狀、或不規則形狀。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之感測晶片，更包括一保護層，係配置於該陽極氧化鋁薄膜之第一表面。
  13. 一種感測晶片之製備方法，包括步驟：(A)提供一鋁金屬片；(B)將該鋁金屬片進行陽極處理(anodizing)，使該鋁金屬片表面形成一陽極氧化鋁薄膜，此薄膜為一具有奈米孔 洞之多孔性材料，其具有一第一表面以及相對該第一表面之一第二表面，且該陽極氧化鋁薄膜具有複數孔洞，該孔洞係為長條管狀，且該孔洞一第一端以及一第二端，該第一端係具有開口且該開口係位於該陽極氧化鋁薄膜之第一表面，該孔洞之第二端係封閉且該第二端位於該陽極氧化鋁薄膜之第二表面，該封閉之第二端係被一氧化鋁層覆蓋；(C)在該陽極氧化鋁薄膜之孔洞中以電鍍沉積成長奈米金屬顆粒，並使該奈米金屬顆粒完全位於該孔洞中；(D)移除該鋁金屬片；以及(E)減薄覆蓋於該陽極氧化鋁薄膜之第二端之氧化鋁層，使覆蓋該陽極氧化鋁薄膜之第二端之氧化鋁層之厚度為1nm至300nm，以形成該感測晶片。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，該步驟(E)係經由使用一酸溶液腐蝕該氧化鋁層、或以一物理性方法減薄該氧化鋁層而達成。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，當一待測物與該感測晶片之第二端之氧化鋁層接觸時，係藉由拉曼光譜法測定一拉曼散射訊號。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，步驟(C)中之該奈米金屬顆粒係藉由電鍍沉積(electrodeposition)方法所形成。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，步驟(B)之後更包括一步驟(B1)：將該陽極氧化鋁薄膜放入一侵蝕溶液中，以增加孔洞之開口直徑。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，該步驟(B)中，該孔洞之開口直徑係為10nm至400nm。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，該奈米金屬顆粒之材質係選自由：銀、金、銅、鎳、鉻、鎢、白金、鋁、及其合金所組成之群組。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，覆蓋該陽極氧化鋁薄膜之第二端之氧化鋁層之厚度為1nm至60nm。
  21. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，覆蓋該陽極氧化鋁薄膜之第二端之氧化鋁層之厚度為1nm至10nm。
  22. 如申請專利範圍第13項所述之感測晶片之製備方法，其中，步驟(E)之後更包括一步驟(F)：於該陽極氧化鋁薄膜之該第一表面形成一保護層。
  23. 一種感測晶片之製備方法，包括步驟：(A)提供一鋁金屬片；(B)將該鋁金屬片進行陽極處理(anodizing)，使該鋁金屬片表面形成一陽極氧化鋁薄膜，此薄膜為一具有奈米孔洞之多孔性材料，其具有一第一表面以及相對該第一表面之一第二表面，且該陽極氧化鋁薄膜具有複數孔洞，該孔 洞係為長條管狀，且該孔洞一第一端以及一第二端，該第一端係具有開口且該開口係位於該陽極氧化鋁薄膜之第一表面，該孔洞之第二端係封閉且該第二端位於該陽極氧化鋁薄膜之第二表面，該封閉之第二端係被一氧化鋁層覆蓋；(C)在該陽極氧化鋁薄膜之孔洞中以電鍍沉積成長奈米金屬顆粒，並使該奈米金屬顆粒完全位於該孔洞中；(D)移除該鋁金屬片；(E)移除覆蓋於該陽極氧化鋁薄膜之第二端之氧化鋁層，使顯露該些奈米金屬顆粒；以及(F)形成一阻障層，使該阻障層覆蓋該陽極氧化鋁薄膜之第二端及該些奈米金屬顆粒，該阻障層厚度為1nm至60nm，以形成該感測晶片。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，該步驟(E)係經由使用一酸溶液腐蝕該氧化鋁層、或以一物理性方法減薄該氧化鋁層而達成。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，該步驟(F)之該阻障層係經由離子束濺鍍法、物理氣相沉積法、化學氣相沉積法、或原子層沈積法形成。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，當一待測物與該感測晶片之阻障層接觸時，係藉由拉曼光譜法測定一拉曼散射訊號。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，步驟(C)中之該奈米金屬顆粒係藉由電鍍沉積(electrodeposition)方法所形成。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，步驟(B)之後更包括一步驟(B1)：將該陽極氧化鋁薄膜放入一侵蝕溶液中，以增加孔洞之開口直徑。
  29. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，該步驟(B)中，該孔洞之開口直徑係為10nm至400nm。
  30. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，該奈米金屬顆粒之材質係選自由：銀、金、銅、鎳、鉻、鎢、白金、鋁、及其合金所組成之群組。
  31. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，該阻障層之材質係氧化鋁、二氧化矽、氧化鋅、或表面附氫原子或氟原子之石墨烯。
  32. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，該阻障層之厚度為1nm至10nm。
  33. 如申請專利範圍第23項所述之感測晶片之製備方法，其中，步驟(F)之後更包括一步驟(G)：於該陽極氧化鋁薄膜之該第一表面形成一保護層。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111289487A (zh) * 2020-01-19 2020-06-16 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种石墨烯基表面增强拉曼散射衬底及其制备方法和应用
TWI827170B (zh) * 2022-07-29 2023-12-21 四方仁禾半導體股份有限公司 表面增強型拉曼光譜晶片及其檢測系統

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI406302B (zh) * 2010-08-16 2013-08-21 Univ Nat Cheng Kung 光轉換之陽極氧化鋁薄膜、其製備方法、及包含其之感光元件
CN103257132B (zh) * 2013-04-16 2015-03-25 上海大学 银纳米帽阵列表面增强拉曼活性基底及其制备方法
GB201318463D0 (en) 2013-08-13 2013-12-04 Medical Res Council Graphene Modification
US9303310B2 (en) * 2013-10-15 2016-04-05 International Business Machines Corporation Nanofluidic sensor comprising spatially separated functional sensing components
US9921181B2 (en) 2014-06-26 2018-03-20 International Business Machines Corporation Detection of translocation events using graphene-based nanopore assemblies
CN104713924B (zh) * 2014-10-27 2017-06-20 北京航空航天大学 一种氧化铝纳米通道薄膜及其制备方法、应用方法
WO2017085180A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-26 Radiometer Medical Optical sensor for detection of free hemoglobin in a whole blood sample
CN106918578B (zh) * 2015-12-24 2020-06-09 财团法人工业技术研究院 感测芯片
CN108496071A (zh) 2016-04-19 2018-09-04 惠普发展公司，有限责任合伙企业 包括牺牲钝化涂层的等离子体纳米结构体
EP3446106B1 (en) 2016-04-22 2021-01-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sers sensor apparatus with passivation film
CN106248649A (zh) * 2016-08-01 2016-12-21 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种基于石墨烯的表面增强拉曼基底及其制备方法
CN106525813B (zh) * 2016-11-01 2018-12-21 中国科学院合肥物质科学研究院 多孔石墨烯-银纳米方块复合材料及其制备方法和用途
EP3428955A1 (en) * 2017-07-10 2019-01-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Substrates employing surface-area amplification, for use in fabricating capacitive elements and other devices
CN108414496B (zh) * 2018-01-29 2019-11-12 福州大学 一种快速制备表面增强拉曼活性基底的方法
CN110044872B (zh) * 2019-05-10 2021-02-12 山东大学 一种表面增强拉曼基底及其制备方法与应用
CN110031448B (zh) * 2019-05-13 2021-05-18 福州大学 一种纳米二氧化锡/碳基点/纳米银表面增强拉曼基底的制备方法
CN111307726B (zh) * 2020-03-11 2022-06-24 南京信息工程大学 光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器及其制备方法
CN111441032B (zh) * 2020-05-22 2021-11-09 珠海海艺新材料科技有限公司 基于石墨烯量子点阵列的sers基底及其制备方法
CN112014337B (zh) * 2020-08-25 2022-04-19 西湖大学 病原体的自动化检测装置及自动化检测方法
US11583810B2 (en) * 2020-12-14 2023-02-21 Industrial Technology Research Institute Porous substrate structure and manufacturing method thereof
CN113881941B (zh) * 2021-11-15 2022-07-12 广州聚利笙科技有限公司 一种基于mems的阳极氧化铝纳米微阵列芯片及其制备工艺和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200801486A (en) * 2006-06-13 2008-01-01 Academia Sinica Substrate for surface-enhanced raman spectroscopy, SERS sensors, and method for preparing same

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1445601A3 (en) * 2003-01-30 2004-09-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Localized surface plasmon sensor chips, processes for producing the same, and sensors using the same
JP4163606B2 (ja) * 2003-12-10 2008-10-08 富士フイルム株式会社 微細構造体、微細構造体の作製方法、ラマン分光方法および装置
US20060289351A1 (en) * 2004-07-02 2006-12-28 The University Of Chicago Nanostructures synthesized using anodic aluminum oxide
US20070165217A1 (en) * 2005-07-08 2007-07-19 Anders Johansson Sensor structure and methods of manufacture and uses thereof
JP2007171003A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Fujifilm Corp 質量分析用基板並びに分析方法および装置
JP2008026109A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Fujifilm Corp 微細構造体及びその製造方法、センサデバイス及びラマン分光用デバイス
WO2008094089A1 (en) * 2007-01-29 2008-08-07 Nanexa Ab Active sensor surface and a method for manufacture thereof
JP2010071727A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Fujifilm Corp 質量分析用デバイス及びそれを用いた質量分析装置、質量分析方法
JP2010078482A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Fujifilm Corp 質量分析用基板および質量分析方法
US8013992B2 (en) * 2008-12-17 2011-09-06 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Methods of fabricating surface enhanced raman scattering substrates
KR20100104378A (ko) * 2009-03-17 2010-09-29 삼성전자주식회사 수퍼커패시터용 전극, 이를 채용한 수퍼커패시터, 및 이의 제조방법
CN101566570A (zh) * 2009-05-27 2009-10-28 东南大学 有序可控的表面增强拉曼散射活性基底及其制备方法
TWI410621B (zh) * 2009-11-06 2013-10-01 Ind Tech Res Inst 微量生化感測元件及方法
CN101832933B (zh) * 2010-01-21 2011-12-28 厦门大学 用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱的方法
TWI406302B (zh) * 2010-08-16 2013-08-21 Univ Nat Cheng Kung 光轉換之陽極氧化鋁薄膜、其製備方法、及包含其之感光元件

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200801486A (en) * 2006-06-13 2008-01-01 Academia Sinica Substrate for surface-enhanced raman spectroscopy, SERS sensors, and method for preparing same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111289487A (zh) * 2020-01-19 2020-06-16 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种石墨烯基表面增强拉曼散射衬底及其制备方法和应用
CN111289487B (zh) * 2020-01-19 2021-08-06 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种石墨烯基表面增强拉曼散射衬底及其制备方法和应用
TWI827170B (zh) * 2022-07-29 2023-12-21 四方仁禾半導體股份有限公司 表面增強型拉曼光譜晶片及其檢測系統

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CN102621122B (zh) 2014-07-09
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