Hybrid silicon-tellurium-dioxide DBR resonators coated in PMMA for biological sensing
Notice bibliographique
Résumé
We report on silicon waveguide distributed Bragg reflector (DBR) cavities hybridized with a tellurium dioxide (TeO 2 ) cladding and coated in plasma functionalized poly (methyl methacrylate) (PMMA) for label free biological sensors. We describe the device structure and fabrication steps, including reactive sputtering of TeO 2 and spin coating and plasma functionalization of PMMA on foundry processed Si chips, as well as the characterization of two DBR designs via thermal, water, and bovine serum albumin (BSA) protein sensing. Plasma treatment on the PMMA films was shown to decrease the water droplet contact angle from ∼70 to ∼35°, increasing hydrophilicity for liquid sensing, while adding functional groups on the surface of the sensors intended to assist with immobilization of BSA molecules. Thermal, water and protein sensing were demonstrated on two DBR designs, including waveguide-connected sidewall (SW) and waveguide-adjacent multi-piece (MP) gratings. Limits of detection of 60 and 300 × 10 −4 RIU were measured via water sensing, and thermal sensitivities of 0.11 and 0.13 nm/°C were measured from 25–50 °C for SW and MP DBR cavities, respectively. Plasma treatment was shown to enable protein immobilization and sensing of BSA molecules at a concentration of 2 µg/mL diluted in phosphate buffered saline, demonstrating a ∼1.6 nm resonance shift and subsequent full recovery to baseline after stripping the proteins with sodium dodecyl sulfate for a MP DBR device. These results are a promising step towards active and laser-based sensors using rare-earth-doped TeO 2 in silicon photonic circuits, which can be subsequently coated in PMMA and functionalized via plasma treatment for label free biological sensing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».