Mikroelektroniczne i optoelektroniczne przyrządy sensorowe z warstwami diamentowymi i diamentopodobnymi

• Autorzy: Śmietana M. , Werbowy A. , Szmidt J.

Warianty tytułu

EN

Microelectronic and optoelectronic sensing devices with diamond and diamond-like carbon thin films

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia badania nad możliwością dostosowania technologii wytwarzania czujnikowych struktur mikroelektronicznych i optoelektronicznych do specyficznych wymagań narzucanych przez procesy osadzania warstw diamentowych i diamentopodobnych. Opracowano i zrealizowano złożone procesy technologiczne przygotowania podłoży, a także osadzania i trawienia warstw węglowych, co dało możliwość wytworzenia czujnikowych struktur światłowodowych oraz tranzystorów FET z otwartą bramką. Dowiedziono, iż w przypadku czujników światłowodowych warstwy diamentopodobne mogą wielokrotnie zwiększać czułość wytworzonych przyrządów na zmiany koncentracji związków chemicznych w roztworach wodnych.

EN

Work presents researches on adaptation of microelectronic and optoelectronic sensing structures technology to specific requirements imposed by deposition processes of diamond and diamond-like carbon films. There were developed complex technological processes of substrates preparation, as well as deposition and processing of carbon films, in order to fabricate fibre optic sensing structures (e.g. long-period gratings) and also microelectronic open-gate field effect transistors. It was proven that in case of fibre optic sensors diamond-like carbon film overlay can multiple their sensitivity to variations of concentration of chemical compounds in water solutions.

Słowa kluczowe

PL

tranzystory polowe; czujniki światłowodowe; warstwy diamentowe i diamentopodobne

EN

field effect transistors; fibre optic sensor; diamond and diamond-like carbon films

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 9
• Strony: 126--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Śmietana M.

autor

Werbowy A.

autor

Szmidt J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikro- i Optoelektroniki

Bibliografia

• [1] Szmidt J.: Technologie diamentowe - diament w elektronice. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2005.
• [2] Hartl A., Nowy S., et al.: Bio-interfacing of Diamond Films for Sensor Applications. IEEE 2005, pp.446-449.
• [3] Kanazawa H., Song K. S., et al.: Effect of iodide ions on the hydrogen-terminated and partially oxygen-terminated diamond surface. Diamond and Related Materials 12 (2003) 618-622.
• [4] Niedzielski R., Mitura E., et al.: Comparison of the surface structure of carbon films deposited by different methods. Diamond and Related Materials 6 (1997) 721-724.
• [5] Grill A.: Plasma-deposited diamond like carbon and related materials. IBM Journal of Research and Development, Plasma processing, Vol. 43, 1/2, 1999.
• [6] Bergveld R.: Development of an ion-sensitive solid-state device for neurophysiological measurements. IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-17 (1970) 70-71.
• [7] Bergveld R.: Development, operation and application of the ion sensitive field effect transistor as a tool for electrophysiology. IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-197 (1972) 342-351.
• [8] Bergveld R.: Thirty years of ISFETOLOGY. What happened in the past 30 years and what may happen in the next 30 years. Sens. Actuators B 88 (2003) 1-20.
• [9] Brzózka Z., Wróblewski W.: Sensory chemiczne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999.
• [10] Guzdek T., Szmidt J., Dudek M., Niedzielski R.: NCD film as an active gate layer in chemFET structures. Diamond Relat. Mater., 13(2004) 1059-1061.
• [11] Fiber Optic Sensors, ed. Francis T.S. Yo, Shizhuo Yin, Marcel Dekker Inc., New York 2002.
• [12] Lee B.: Review of the present status of optical fiber sensors, Optical Fiber Technology 9 (2003) 57-79.
• [13] Gannot I. ed.: Optical Fibers and Sensors for Medical Applications V. Proc. SPIE vol. 5691, 2005.
• [14] Rayss J., Sudolski G.: Ion adsorption in the porous sol-gel silica layer in the fibre optic pH sensor. Sensors and Actuators B 87 (2002) 397-405.
• [15] Ferreira A. R., Werneck M. M., Ribeiro R. M.: Development of an evanescent-field fibre optic sensor for Escherichia coli O157:H7. Biosensors & Bioelectronics 16 (2001) 399-408.
• [16] Śmietana M., Szmidt J., Dudek M., Niedzielski R.: Optical properties of diamond-like cladding for optical fibres. Diamond and Related Materials 13 (2004) 954-957.
• [17] Śmietana M., Szmidt J., Dudek M., Niedzielski R.: Properties of diamond-like cladding for optical fibres depending on RF PCVD process parameters. Inżynieria Biometeriałów 35-36 (2004) ss. 67-70.
• [18] Śmietana M., Szmidt J., Korwin-Pawlowski M. L., Bock W. J.: Diamond-Like Carbon films deposited onto optical fibres and waveguides - application in chemical sensing. Proc. SPIE vol. 6189, ss. 186-195.
• [19] Vengsarkar A. M., Lemaire R. J., Judkins J. B., Bhatia V., Erdogan T., Sipe J. E.: Long-Period Fiber Gratings as Band-Rejection Filters. J. Lightwave Tech. vol. 14, no. 1, pp.58-65, 1996.
• [20] Shu X., Zhang L: Sensitivity Characteristics of Long-Period Fiber Gratings. J. Lightwave Technol. 20 (2) (2002) 255-266.
• [21] Patrick H. J., Kersey A. D., Bucholtz F.: Analisis of the Response of Long Period Fiber Gratings to External lndex Refraction. J. Lightwave Tech. Vol. 16,no. 9, pp. 1606-1612, 1998.
• [22] Hou R., Ghassemlooy Z., Hassan A., Lu C., Dowker K. P.: Modelling of long-period fibre grating response to refractive index higher than that of cladding. Meas. Sci. Technol. 12, 1-5,2001.
• [23] Falate R., Kamikawachi R. C., et al.: Fiber optic sensors for hydro-carbon detection. Sensors and Actuators B 105 (2005) 430-436.
• [24] lshaq I. M., Ouintela A., et al.: Modification of the refractive index response of long period gratings using thin film overlays. Sensors and Actuators B107 (2005) 738-741.
• [25] Sun J., Li Y., Liu D.: Widely tunable long-period fiber gratings with interpolymers as sensitivity-enhanced materials. Opt. Comm. 249 (2005) 193-200.
• [26] Del Villar I., Martias I. R., Arregui F. J.: Nanorefractometer Based on Deposition of an Overlay on a Long Period Fiber Grating, Proc. SPIE vol.5855 pp. 840-843, 2005.
• [27] Śmietana M., Szmidt J., Korwin-Pawlowski M. L., Bock W. J.: Optical Effect of Diamond-Like Carbon Film Coating of Long-Period Optical Fiber Gratings. Physica Status Solidi (c) 4, No. 4, 1574-1577(2007)
• [28] Śmietana M., Szmidt J., Korwin-Pawlowski M. L., Bock W. J., Grabarczyk J.: Application of diamond-like carbon films in optical fibre sensors based on long-period gratings, Diamond and Related Materials 16 (2007), 1374-1377.