Khóa luận tốt nghiệp cảm biến sinh học dựa trên hiệu ứng từ điện trở

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ - PHẠM NGỌC HƢNG Đ án CẢM BIẾN SINH HỌC DỰA TRÊN HIỆU ỨNG TỪ ĐIỆN TRỞ gh tn tố iệ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC p Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: Th.S Lê Khắc Quynh HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS Lê Khắc Quynh, người thầy hướng dẫn ân cần, nhiệt tình, tạo điều kiện tốt nhất, truyền đạt nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian em làm khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, tập thể thầy cô, anh chị làm việc nghiên cứu Phịng Thí Nghiệm Micro - Nano Trường Đại học Công nghệ ĐHQGHN giúp đỡ tạo điều kiện suốt thời gian em học tập nghiên cứu phòng Đ Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới tồn thể gia đình, bạn bè, gia cứu án đình bạn bè nguồn cổ vũ to lớn suốt thời gian học tập nghiên Sinh viên gh tn tố Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2017 p iệ Phạm Ngọc Hưng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu khoa học khóa luận hồn tồn trung thực chưa công bố nơi khác Mọi nguồn tài liệu trích dẫn rõ ràng Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2017 Sinh viên Đ án Phạm Ngọc Hưng p iệ gh tn tố MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƢƠNG 11 TỔNG QUAN 11 1.1 Khái niệm cảm biến sinh học 11 1.2 Phân loại cảm biến sinh học 12 Đ 1.3 Một số loại cảm biến dựa hiệu ứng từ - điện trở ứng dụng biochip 17 án 1.4 Lựa chọn cảm biến AMR cho ứng dụng sinh học 24 1.5 Kết luận 25 tố CHƢƠNG 26 tn CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 26 gh 2.1 Thiết bị quay phủ 26 2.2 Hệ quang khắc 27 iệ 2.3 Buồng xử lý mẫu rung siêu âm 28 p 2.4 Thiết bị phún xạ 29 2.5 Kính hiển vi quang học 30 2.6 Quy trình chế tạo cảm biến 30 2.7 Khảo sát tính chất từ điện trở màng mỏng cảm biến 35 2.8 Kết luận 37 CHƢƠNG 38 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Nghiên cứu tính chất từ điện trở màng mỏng chế tạo cảm biến 38 3.2 Nghiên cứu tính chất từ điện trở cảm biến 39 3.3 Phát hạt từ cảm biến 40 3.4 Định hƣớng ứng dụng làm cảm biến sinh học phát vi khuẩn gây bệnh 41 3.5 Kết luận 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Đ án p iệ gh tn tố DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc cảm biến sinh học D Clark 11 Hình 1.2 Cơ chế hoạt động bio cảm biến 13 Hình 1.3 Cảm biến sinh học dựa nguyên tắc huỳnh quang 14 Hình 1.4 Cơ chế hoạt động biocảm biến sử dụng công nghệ spin điện tử 17 Hình 1.5 Hiệu ứng từ - điện trở khổng lồ biểu diễn tỉ số R/R (H=0) màng mỏng đa lớp {Fe/Cr} 18 Đ Hình 1.6 a) Trạng thái điện trở cao b) trạng thái điện trở thấp GMR 19 Hình 1.7 Nguồn gốc vật lý AMR 20 án Hình 1.8 Giá trị điện trở phụ thuộc vào góc dịng điện hướng vectơ từ hóa 21 tố gh tn Hình 1.9 Sơ đầu đơn giản mạch cầu Wheatstone 22 Hình 2.1 Thiết bị quay phủ Suss MicroTec bảng điều khiển 26 Hình 2.2 Thiết bị quang khắc MJB4 27 iệ Hình 2.3 (a) Buồng xử lý mẫu (b) Thiết bị rung siêu âm 28 p Hình 2.4 Thiết bi phún xạ catot ATC – 2000FC 29 Hình 2.5 Sơ đồ chung quy trình chế tạo cảm biến 31 Hình 2.6 Ảnh chụp mask điện trở loại đơn 33 Hình 2.7 Ảnh chụp mask điện cực mạch cầu Wheatstone 34 Hình 2.8 Ảnh chụp cảm sau hoàn thiện dạng cấu trúc đơn 35 Hình 2.9 Sơ đồ bố trí bốn mũi dị bề mặt 36 Hình 2.10 (a) Sơ đồ thí nghiệm đo hiệu ứng từ điện trở (b) Thực nghiệm khảo sát phụ thuộc vào từ trường 37 Hình 3.1 Sự thay đổi điện áp màng mỏng theo từ trường với I = mA 38 Hình 3.2 (a) Đường cong tín hiệu độ lệch cảm biến kích thước L = mm, W = 150 µm, t = nm (b) Đường cong độ nhạy tương ứng với dòng cấp mA 39 Hình 3.3 (a) Đường cong tín hiệu độ lệch cảm biến kích thước L = mm, W = 150 µm, t = nm (b) Đường cong độ nhạy tương ứng với dòng cấp khác 40 Đ Hình 3.4 (a) Sơ đồ thực nghiệm phát hạt từ cảm biến loại đơn (b) Sự phụ thuộc tín hiệu cảm biến vào lượng hạt từ theo thời gian 41 Hình 3.5 Mơ hình cảm biến AMR phát hạt từ thẻ SPA lai với ADN đích đánh dấu hạt từ: (a) Sơ đồ mô tả, (b) Ảnh chụp cảm biến thẻ SPA cuộn Helmholtz, (c) Từ thông tạo nam châm 42 án p iệ gh tn tố DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các thơng số q trình quay phủ chất cản quang AZ5214-E 32 Bảng 2.2 Thông số phún xạ màng điện trở 34 Bảng 2.3 Các thông số phún điện cực 35 Đ án p iệ gh tn tố MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, dựa công nghệ nano nhà khoa học tạo cảm biến sinh học đầu dị phân tử giúp tiếp cận nghiên cứu giới nhỏ bé bên tế bào sinh vật với độ nhạy cao Ngoài có dị tìm chọn lọc định lượng tất loại phân tử sinh học đóng vai trò quan trọng khoa học sinh học, chuẩn đoán lâm sàng nghiên cứu y tế, kiểm sốt nhiễm mơi trường Chẳng hạn chuẩn đoán lâm sàng, ta phát nhanh sớm đối Đ tượng sinh học mầm bệnh giúp cho việc ngăn chặn nâng cao khả điều trị khỏi bệnh Nghiên cứu cảm biến sinh học hướng đến án sản phẩm cơng nghệ hồn chỉnh, cụ thể, bao gồm quy trình khép kín từ cơng nghệ chế tạo vật liệu nano từ tính đến chế tạo cảm biến, từ việc nghiên cứu tố thông số vật liệu; xu hướng ưu tiên khoa học tn công nghệ nano 20 năm kỉ 21 nhằm vào mục tiêu nâng cao chất lượng sống Trong cảm biến sinh học cảm biến dựa gh hiệu ứng từ - điện có nhiều ưu điểm trội iệ Ở Việt Nam có nhiều nhóm nghiên cứu phát triển p lĩnh vực này, chế tạo phát triển công nghệ nano micro ứng dụng chế tạo cảm biến tổ hợp sinh học Chính vậy, việc xây dựng sở phát triển vấn đề khoa học liên quan đến ngành khoa học vật liệu, khoa học công nghệ nano, công nghệ sinh học công nghệ chế tạo cảm biến cần thiết Trên sở đó, khóa luận trình bày tổng quan cảm biến sinh học, cảm biến sinh học dựa hiệu ứng từ - điện trở, nghiên cứu chế tạo cảm biến dạng mạch cầu Wheatstone với mục đích phát hạt từ ứng dụng vào y sinh học Đề tài nghiên cứu:“Cảm biến sinh học dựa hiệu ứng từ điện trở” Khóa luận gồm chƣơng : Chƣơng 1: Trình bày tổng quan cảm biến sinh học Chƣơng 2: Trình bày phương pháp, quy trình chế tạo cảm biến mạch cầu Wheatstone dạng đơn dài Chƣơng 3: Trình bày, giải thích kết thực nghiệm, từ rút kết luận Đ án p iệ gh tn tố 10 đế với màng đế Trên đế Si có nhiều chất bẩn chất hữu nên ta phải làm đế để không ảnh hưởng tới chất lượng màng - Cho đế vào dung dịch axeton, rung siêu âm 10 phút để loại bỏ hết chất chất bẩn chất hữu đế - Sau rung siêu âm, cho đế vào dung dịch cồn, lắc để loại bỏ hết axeton bám đế - Cho đế vào nước DI để rửa cồn bám dính - Xì khơ khí khí khơ, cho lên bếp nung 1000 thời gian phút để bốc bay hết nước bề mặt đế Bước 2: Quay phủ mẫu với chất cản quang AZ5214-E Đ Bảng 2.1.Các thông số trình quay phủ chất cản quang AZ5214-E Tốc độ quay phủ án Bước Thời gian gia tốc (v/p) 600 3500 quay phủ (s) 6 30 gh tn tố (s) Thời gian thiết bị quay phủ (spin coater) Suss MicroTec p iệ - Các mẫu phủ lớp cản quang cách cho mẫu quay - Chất cản quang sử dụng AZ5214-E (AZ5214-E chất cản quang đặc biệt, sử dụng cho q trình quang khắc dương âm) Quá trình quay phủ gồm bước với thông số cho bảng 2.1 Độ dày chất cản quang tính theo cơng thức (2.2) (2.2) √ Với tốc độ quay phủ cho bảng 2.1 chiều dày chất cản quang sau nung khoảng 3,6 µm 32 Bước 3: Sấy sơ (soft bake hay pre-bake) Các mẫu sấy 800C khoảng 15s Mục đích sấy sơ để loại bỏ dung mơi cịn chất cản quang sau quay phủ lên đế Bước 4: Chiếu tia UV Trong q trình quang khắc, chúng tơi đặt máy quang khắc với thông số: cường độ chiếu sáng 2,4 mW/cm2, công suất chiếu sáng 195 W Các mẫu sau sấy chiếu tia UV khoảng 90 s với mask sử dụng mặt nạ dành cho chế tạo mạch cầu Wheatstone hình 2.8 Đ án tn tố Hình 2.6 Ảnh chụp mask điện trở loại đơn gh Bước 5: Tráng rửa iệ Cho mẫu vào dung dịch developer AZ300MIF để tráng rửa hình p Lắc mẫu khoảng 40 s đến phần cản quang phủ điện trở cần tạo hình bị rửa trơi hết Cho vào nước DI khuấy cho trôi hết developer bề mặt mẫu Quan sát mẫu kính hiển vi, thấy đế xuất điện trở mạch cầu Wheatstone, chứng tỏ q trình quang khắc thành cơng Bước 6: Q trình phún xạ Sau tạo hình cho điện trở mạch cầu Wheatstone, mẫu đem phún xạ lớp vật liệu nhạy từ trường NiFe Mẫu phún từ trường ghim 900 Oe, cấu màng dạng: Ta/ Ni80Fe20/Ta Mục đích việc phún lớp 33 Ta lớp Ni80Fe20 bám vào đế tăng cường dị hướng cho lớp Ni80Fe20 làm nhiệm vụ bảo vệ cho lớp NiFe Các thông số trình phún cho bảng 2.2 Khi phún xong, tiến hành lift-off bước Phần màng phún chất cản quang bị trôi hết q trình rung siêu âm, cịn lại phần màng điện trở NiFe đế Si Bảng 2.2 Thông số phún xạ màng điện trở Chân không Áp suất Màng sở Pbase (mTorr) Đ Ta khí Ar (mTorr) Công suất Vận tốc quay Chiều dày phún (W) đế (prm) màng (nm) 2,2 25 30 2,2 75 30 NiFe 2*10-7 án 2.6.2 Quá trình chế tạo điện cực tố Điện cực đồng để nối điện trở với Quy trình chế tạo tn điện cực bao gồm bước quy trình chế tạo điện trở, khác quang p iệ gh khắc dùng mask chế tạo điện cực Hình 2.7 Ảnh chụp mask điện cực mạch cầu Wheatstone Cấu trúc màng mỏng điện cực phún xạ có dạng: Ta(5nm)/Cu(25nm) Các thơng số q trình phún cho bảng 3.3 34 Bảng 2.3 Các thông số phún điện cực Màng Chân khơng Áp suất khí sở Pbase Ar (mTorr) (mTorr) Ta Công suất phún (W) Vận tốc Chiều dày quay màng đế (prm) (nm) 2,2 25 30 2,2 30 30 75 2.5*10-7 Cu Sau phún xạ lift-off, ta thấy điện trở mạch cầu điện cực có hình dạng rõ ràng giống hình dạng mask mạch cầu mask điện cực, Đ kích thước điện trở điện cực đồng đều, đường biên sắc nét (hình 2.8) án gh tn tố Hình 2.8 Ảnh chụp cảm sau hồn thiện dạng cấu trúc đơn iệ 2.7 Khảo sát tính chất từ điện trở màng mỏng cảm biến p 2.7.1 Đo hiệu ứng từ-điện trở màng Hiệu ứng từ điện trở nghiên cứu khóa luận thực thông qua khảo sát thay đổi điện trở mẫu tác dụng từ trường Trong khóa luận này, hiệu ứng từ - điện trở màng mỏng nghiên cứu thông qua phép đo điện trở phương pháp bốn mũi dò Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Micro Nano, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Sơ đồ bố trí mũi dị minh họa hình 2.9 35 Đầu đo mũi dị: cặp mũi dị 1-4 nối với nguồn dịng chiều thơng qua thiết bị Keithley 6220, hiệu cặp mũi dò 2-3 lấy lối qua thiết bị đo Keithley 2000 Đ án Hình Sơ đồ bố trí bốn mũi dị bề mặt tố Tín hiệu lối Keithley truyền sang máy tính điện tử thơng tn qua Card IEEE-488 Tồn trình thu thập số liệu hệ đo thực điều khiển tự động phầm mềm Labview 14.0 gh 2.7.2 Đo tín hiệu cảm biến AMR iệ Hiệu ứng từ điện trở nghiên cứu khóa luận thực thơng p qua việc khảo sát thay đổi hiệu điện lối (hoặc điện trở) cảm biến tác dụng từ trường Trong khóa luận, hiệu ứng từ điện trở cảm biến nghiên cứu nhờ vào hệ đo bố trí hình 2.10 36 (a) (b) Hình 10.(a) Sơ đồ thí nghiệm đo hiệu ứng từ điện trở (b) Thực nghiệm khảo sát phụ thuộc vào từ trường Đ Bốn chân nối với cảm biến: chân để cấp dịng khơng đổi nguồn chiều thông qua thiết bị Keithley 6220, chân lại để lấy án lối qua thiết bị đo Keithley 2000 Tín hiệu lối Keithley truyền sang máy tính Tồn trình thu thập số liệu hệ đo thực tn Labview tố điều khiển tự động chương trình phần mềm viết ngơn ngữ gh Kết phép đo hiển thị hình dạng đồ thị trục tung hiệu điện lối cảm biến V (mv), trục hồnh từ trường ngồi µ0H iệ (Oe) ghi ổ cứng máy tính dạng tệp số liệu p 2.8 Kết luận Trong chương 2, trình bày thiết bị dùng để chế tạo cảm biến thiết bị quay phủ chất cản quang, hệ quang khắc, kính hiển vi, thiết bị phún xạ Chúng tơi trình bày phương pháp đo hiệu ứng từ điện trở phương pháp đo từ kế mẫu rung để khảo sát tính chất điện từ cảm biến Chúng tơi trình bày chi tiết quy trình thực nghiệm việc chế tạo cảm biến đơn 37 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu tính chất từ điện trở màng mỏng chế tạo cảm biến Chúng tơi khảo sát tính chất từ điện trở màng mỏng vật liệu NiFe chế tạo thơng qua phép khảo sát mũi dị trình bày chương Đ án tn tố gh Hình 3.1 Sự thay đổi điện áp màng mỏng theo từ trường với I = mA Quan sát hình 3.1 ta thấy đường đường khơng hồn tồn trùng iệ p khít lên nhau, tượng từ trễ vật liệu sắt từ Màng mỏng có thay đổi điện áp U = 0,3 mV, từ kết ta tính tỉ số AMR màng NiFe cỡ 0,15%, giá trị nhỏ so với lý thuyết (cỡ 5%) điều quy trình công nghệ chế tạo độ tinh khiết vật liệu Ngoài ảnh hưởng nhiễu bên ngoài, đặc biệt nhiễu nhiệt mà màng mỏng có tín hiệu nhiễu lớn Do đó, để hạn chế nhiễu nền, chúng tơi lựa chọn cấu hình mạch cầu Wheatstone làm cấu hình cho cảm biến 38 3.2 Nghiên cứu tính chất từ điện trở cảm biến Kết thay đổi tín hiệu từ điện trở độ nhạy ( ) cảm biến nghiên cứu dịng cấp I = mA, đo tín hiệu AMR theo phương vng góc với phương ghim hình 3.2 Từ đồ thị hình vẽ ta thấy, độ lệch tín hiệu điện lớn từ trường cỡ Oe, đạt ΔV = 7,6 mV độ nhạy lớn đạt SH = 2,25 mV/Oe, dòng cấp mA Giá trị từ trường Oe coi điểm nhạy chọn điểm làm việc cảm biến cho mục đích ứng dụng Đ án tn tố gh Hình 3.2 (a) Đường cong tín hiệu độ lệch cảm biến kích thước L = dòng cấp mA p iệ mm, W = 150 µm, t = nm (b) Đường cong độ nhạy tương ứng với Khi đo với dòng điện với cường độ khác I = 1, 2, 3, mA kết hình 3.3 Ta thấy, với dịng lớn lơn tín hiệu lớn tương ứng số lần dòng cấp 39 Hình 3.3 (a) Đường cong tín hiệu độ lệch cảm biến kích thước L = mm, W = 150 µm, t = nm (b) Đường cong độ nhạy tương ứng với dòng cấp khác Đ 3.3 Phát hạt từ cảm biến án Sơ đồ bố trí hệ đo phát hạt từ thể hình 3.4a Cảm biến nam châm vĩnh cửu cố định cuộn Helmholtz Hạt từ tố đường kính hạt 50 nm, nồng độ 10 mg/ml, từ độ bão hòa Ms = 17 emu/g Từ tn trường tán xạ hạt từ làm thay đổi từ trường tác dụng vào cảm biến theo công thức: H = Hhelmholtz + Hhạt từ Kết làm cho lối cảm gh biến tăng lên giảm lượng ∆V Độ nhiễu nhiệt cảm biến xác iệ định ∆υ = 20 µV Trong phép thực nghiệm này, khảo sát p điểm làm việc cảm biến H = Oe dòng cấp I = mA tác dụng vào cảm biến Kết cho thấy với lượng hạt từ 1µg từ độ lệch tín hiệu cảm biến ∆V = 40 µV ~ 2.∆υ nên ta nhận biết tương đối rõ (hình 3.4b) Khi lượng hạt từ tăng lên gấp đơi tín hiệu thu tăng gấp đơi 40 Hình 3.4 (a) Sơ đồ thực nghiệm phát hạt từ cảm biến loại đơn (b) Sự phụ thuộc tín hiệu cảm biến vào lượng hạt từ theo thời gian Đ So sánh kết nghiên cứu với cảm biến dựa hiệu ứng hall sử dụng vật liệu NiFe công bố khóa luận tiến sĩ Bùi Đình án Tú, theo cảm biến hall lượng hạt thuận từ thng mi DynabeadsđM-280 cho lch th 2,2 àV Cm biến nghiên cứu tố khóa luận cho tín hiệu gấp cỡ gần 20 lần Cũng với cảm biến Hall công tn bố Louise Ejsing, cảm biến khóa luận gấp cỡ 1,5 lần Nếu đem so gh sánh với công bố cảm biến GMR, phát hạt từ đường kính khác cơng bố Wei Wang, tín hiệu cảm biến nghiên cứu khóa iệ luận tương đương p 3.4 Định hướng ứng dụng làm cảm biến sinh học phát vi khuẩn gây bệnh Mục tiêu quan trọng cảm biến dựa hiệu ứng từ điện trở dị hướng ứng dụng để phát vi khuẩn gây bệnh Trong khn khổ khóa luận, từ việc phát hạt từ cảm biến, chúng tơi đề xuất mơ hình cảm biến phát phần tử sinh học thể hình 3.5 41 Đ án Hình 3.5 Mơ hình cảm biến AMR phát hạt từ thẻ SPA lai với tố ADN đích đánh dấu hạt từ: (a) Sơ đồ mô tả, (b) Ảnh chụp cảm biến tn thẻ SPA cuộn Helmholtz, (c) Từ thông tạo nam châm vĩnh cửu (H) hạt từ (h) gh Ở cảm biến truyền thống, đầu dò ADN cố định trực tiếp iệ bề mặt cảm biến mẫu cần phân tích xử lý bề mặt cảm biến, p chất lượng bề mặt cảm biến bị sau lần sử dụng khó tái sử dụng lại nên giá thành cho mẫu phân tích cao Chính vậy, xu hướng nghiên cứu phát triển cảm biến sinh học phân tích y sinh chế tạo phát triển thẻ sử dụng lần, cố định đầu dò sinh học sử dụng cảm biến làm phận phát Các thẻ sử dụng lần hệ thống phân tích y sinh có nhiều ưu điểm Trước hết, trình xử lý đánh dấu mẫu thực thẻ, sau thẻ đưa vào cảm biến để phát hiện, khơng làm ảnh hưởng đến chất lượng cảm biến sau lần sử dụng Nhờ vậy, cảm biến 42 sử dụng để phát nhiều mẫu, cần thay thẻ cho mẫu phân tích Một ưu điểm khác việc sử dụng thẻ lần phát loại mẫu phân tích khác cảm biến cần sử dụng thẻ khác với loại đầu dò khác đặc hiệu loại mẫu cần phân tích Bên cạnh đó, việc chế tạo thẻ sử dụng lần thường không phức tạp tốn Cảm biến sinh học dựa cảm biến từ điện trở với nhiều ưu điểm như: tiêu thụ lượng, tín hiệu nhiễu thấp, độ ổn định cao, tốc độ nhanh, độ nhạy cao, dễ tích hợp nghiên cứu, phát triển ứng dụng chẩn đoán y sinh Hệ cảm biến sinh học gồm cảm biến từ dựa cấu trúc từ điện trở dị Đ hướng AMR thẻ sử dụng lần mang đầu dò đặc hiệu cho gen vi án khuẩn (thẻ SPA) phát sợi đơn ADN đích Việc kết hợp thẻ sử dụng lần với cảm biến AMR để phát ADN có nhiều ưu điểm so với tố phương phát phát ADN bề mặt cảm biến cảm biến 3.5 Kết luận gh tn trước như: thuận tiện sử dụng, hiệu cao hơn, giá thành rẻ iệ Với việc ứng dụng công nghệ chế tạo cảm biến nhờ vào hệ thống thiết bị p phịng thí nghiệm Micro – nano, khóa luận nghiên cứu chế tạo cảm biến mạch cầu Wheatstone đơn dài Khóa luận thu đƣợc số kết sau : - Tìm hiểu cảm biến sinh học nói chung cảm biến dựa hiệu ứng từ - điện trở; đặc biệt cảm biến dựa hiệu ứng từ điên trở dị hướng - Nghiên cứu việc chế tạo cảm biến mạch cầu Wheatstone dạng đơn kích thước rộng W = 0,15 mm, dài L = mm, dày t = nm - Thế lối cảm biến phụ thuộc vào dịng cấp, độ lệch tín hiệu điện lớn từ trường cỡ Oe, đạt ΔV = 7,6 mV độ nhạy lớn 43 đạt SH = 2,25 mV/Oe, dòng cấp mA Giá trị tăng lên số lần tương ứng tăng dòng cấp - Thử nghiệm cảm biến phát hạt từ đường kính hạt 50 nm, nồng độ 10 mg/ml, từ độ bão hòa Ms = 17 emu/g với lượng nhỏ µg - Đề xuất mơ hình ứng dụng cảm biết phát phần tử sinh học Đ án p iệ gh tn tố 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Đức Anh, Ảnh hưởng trường tương tác lên độ nhạy cảm biến Hall phẳng,khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội,2009 [2] Nguyễn Hữu Đức, Vật liệu từ cấu trúc nano điện tử học spin, NXB DHQG Hà Nội, 2008 [3] Nguyễn Năng Định, Vật lý kĩ thuật màng mỏng, NXB DHQG Hà Nội, 2005 [4] Cao Xuân Hữu, “Cảm biến sinh học sử dụng hạt nano từ”, Tạp chí Đ khoa học cơng nghệ Việt Nam, 2013, tr 50 – 54 án [5] Bùi Đình Tú, Chế tạo nghiên cứu số cấu trúc spin - điện tử micro - nano ứng dụng cảm biến sinh học, khóa luận tiến sĩ, Trường tố Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2014 tn [6] Đồng Quốc Việt, Ứng dụng công nghệ micro – nano chế tạo tổ hợp cảm biến từ, luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc gia gh Hà Nội, 2013 iệ [7] Cảm biến sinh học, Tạp chí www.hoahocngaynay.com, 2010 p Tiếng Anh [8] Dieny, V.S.Speriosu, S Metin, S S P Parkin, B A Gurney, P Baumgart, and D R Wilhoit (1991), “Magnetontransport properties of magnetically soft spin-valve (invited)”, J Appl Phys (69), 4774 [9] Robert C O’Handley, Modern Magnetic Materials: Principles and Applications, John Wiley & Sons, 2000 [10] Janice Nickel, Magnetoresistance Overview, Hewlett-Packard Laboratories, Technical Publications Department, 1995 45 [11] Junyi Zhai, Shuxiang Dong, Zengping Xing, Jiefang Li, and D Viehland, Geomagnetic sensor based on giant magnetoelectric effect, Applied Physics Letters 123513, 2007 [12] web.archive.org/web/20081120231756/http://www.nae.edu/NAE/a wardscom.nsf/weblinks/NAEW-69KRPQ Đ án p iệ gh tn tố 46