nghiên cứu chế tạo buồng vi cộng hưởng dựa trên màng silic xốp đa lớp và ứng dụng là cảm biến hóa sinh
Mở đầu Vào cuối những năm 40 và đầu những năm 60 của thế kỷ 20 vật lý học đã có hai đóng góp to lớn cho công nghệ - đó là tranzito và laser. Tranzito đã kích thích sự phát triển của ngành điện tử (electronics), một lĩnh vực liên quan đến sự tương tác giữa các electron và vật chất. Còn các laser mở đường vào một lĩnh vực mới gọi là quang tử (photonics) liên quan đến sự tương tác giữa các photon và vật chất. Cấu tạo chung của một laser gồm buồng cộng hưởng, nguồn bơm và môi trường khuếch đại. Trong đó buồng cộng hưởng có ảnh hưởng trực tiếp tới công suất, các tính chất phổ của bức xạ laser và đặc biệt ảnh hưởng lên các tính chất của bức xạ laser tạo ra những trạng thái phân bố xác định của trường. Buồng cộng hưởng có nhiệm vụ chủ yếu là giam giữ năng lượng của sóng điện từ trong buồng và lọc lựa bước sóng. Vì vậy, trong buồng cộng hưởng cần phải tạo ra các trạng thái dừng. Muốn buồng cộng hưởng có thể tạo ra các cấu hình dừng của trường thì chúng ta phải tử một sự phân bố ban đầu của trường trên một trong các gương , sử dụng các định luật nhiễu xạ để biến đổi và vận chuyển chúng suốt chiều dài của buồng. Sau khi phản xạ và trở về gương gốc ban đầu chúng ta phải tìm lại một sự phân bố của trường giống như phân bố khi xuất phát về biên độ cũng như về pha (sai khác một số nguyên lần 2π). Dạng trường này rất đặc biệt được gọi là mode riêng của buồng cộng hưởng . Trong buồng cộng hưởng quang dựa trên các màng đa lớp thì các mode trong buồng cộng hưởng phụ thuộc vào chiều dày và chiết suất của các của các lớp điện môi tạo nên nó. Sự thay đổi mode trong buồng cộng hưởng đã mở ra một hướng nghiên cứu mới về ứng dụng của buồng cộng hưởng. Đó chính là dựa vào sự thay đổi các mode riêng trong buồng cộng hưởng phụ thuộc vào sự thay đổi chiết suất chúng ta có thể áp dụng vào việc chế tạo các cảm biến quang . Hiện nay cảm biến quang cũng là một trong những ứng dụng khá quan trọng trong đời sống, nó có thể xác định được các loại chất và nồng độ của chúng thông qua sự thay đổi nhỏ của chiết xuất. Các cảm biến quang đang trên đà phát triển và thể hiện những ưu điểm vượt trội như:Kích thước nhỏ ,khối lượng nhẹ, độ nhạy cao, ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu xạ từ trường, và có độ bền cao trong các môi trường khắc nhiệt. Do đó nhiều cảm 1 biến quang có khả năng thay thế các cảm biến truyền thống trong các ứng dụng đo thông số vật lý, hóa học hay sinh học. Với sự phát triển của công nghệ quang tử thì việc chế tạo một buồng vi cộng hưởng với một qui trình chế tạo đơn giản và đem lại hiệu quả cao đã được thực hiện ở nhiều nước. Cùng với công nghệ điện hóa thì chúng ta có thể chế tạo được những tấm gương phản xạ bragg trên silic xốp với độ phản xạ cao một cách dễ dàng có các tính chất như tinh thể quang tử. Tinh thể quang tử là cấu trúc không gian tuần hoàn của các vật liệu điện môi có chiết xuất khác nhau. Sự biến đổi tuần hoàn của hằng số điện môi làm xuất hiện vùng cấm trong cấu trúc vùng năng lượng của tinh thể quang tử - vùng cấm quang (Photonic band gap- PBG).Tinh thể quang tử cấm hoàn toàn các bước sóng điện từ có bước sóng trong PBG lan truyền qua nó không phụ thuộc vào sự phân cực. Trong tinh thể quang tử, thì tinh thể quang tử một chiều là đơn giản nhất. Tuy nhiên nó lại dễ chế tạo và việc áp dụng vào trong buồng vi cộng hưởng là rất phù hợp. Từ những lý do nêu ở trên và các hướng phát triển hiện nay của ngành công nghệ quang tử nên tôi đã chọn đề tài : “Nghiên cứu chế tạo buồng vi cộng hưởng dựa trên màng silic xốp đa lớp và ứng dụng là cảm biến hóa sinh ”. 2 Chương 1: Buồng vi cộng hưởng có cấu trúc tinh thể quang tử một chiều làm bằng silic xốp và cảm biến quang trên cơ sở buồng vi cộng hưởng Trong chương này, phần đầu trình bày cấu trúc, đặc trưng của buồng vi cộng hưởng có cấu trúc tinh thể quang tử một chiều và các cơ sở cho việc chế tạo buồng vi cộng hưởng dựa trên màng silic xốp đa lớp bằng công nghệ điện hóa phiến silic. Phần cuối của chương dành cho việc trình bày nguyên lý, các đặc tính của cảm biến sinh hóa dựa trên buồng vi cộng hưởng làm bằng silic xốp và các cơ sở lý thuyết mô phỏng về buồng vi cộng hưởng. 1.1. Buồng vi cộng hưởng có cấu trúc tinh thể quang tử một chiều 1.1.1. Cấu tạo của buồng vi cộng hưởng Buồng cộng hưởng là một trong ba bộ phận quan trọng cấu thành laser. Đó là nơi chọn lọc, giam giữ sóng điện từ. Trong một laser nói chung, buồng cộng hưởng là hai gương phẳng có hệ số phản xạ rất cao đối với bước sóng thiết kế cho laser được bố trí cách nhau bởi một khoảng cách nhất định. Với laser có cấu trúc tinh thể quang tử một chiều, buồng vi cộng hưởng gồm 2 tấm gương phản xạ Bragg (DBR) nằm đối xứng với nhau qua lớp không gian. Cấu trúc của buồng vi cộng hưởng được trình bày trên hình 1.1 trong đó DBR 1 và DBR 2 là các gương Bragg phần tư bước sóng. Cả hai thành phần gương Bragg và lớp không gian đều ảnh hưởng mạnh tới đặc tính của buồng cộng hưởng và dưới đây chúng ta sẽ nghiên cứu chi tiết các thành phần này. Hình1.1. Cấu tạo của buồng vi cộng hưởng có cấu trúc tinh thể quang tử một chiều. Chiết suất của lớp không gian là n s và bề dày của lớp này là d s . Lớp không gian được đưa vào giữa hai DBR đối xứng với chiết suất của các lớp là n H , n L và bề dày d H, d L. 3 1.1.1.1. Gương phản xạ Bragg Gương phản xạ Bragg là một màng gồm nhiều lớp điện môi hoạt động dựa trên hiện tượng nhiễu xạ Bragg của một chùm ánh sáng sau khi phản xạ tại mặt phân cách giữa các lớp điện môi. Mô hình đơn giản của hiện tượng nhiễu xạ được trình bày trong hình 1.2[1] [7], trong đó màng mỏng bao gồm nhiều cặp lớp giống hệt nhau, mỗi cặp gồm hai lớp có chiết suất n 1 và n 2 khác nhau tương ứng với độ dày d 1 , d 2 . Khi màng mỏng được chiếu sáng, quá trình phản xạ sẽ xảy ra tại mỗi bề mặt giữa 2 lớp vật liệu với chiết suất khác nhau. Trong trường hợp màng chỉ gồm một lớp điện môi trên đế, tia phản xạ là kết quả của sự giao thoa của hai tia: một tia phản xạ ở mặt trên của màng mỏng (mặt phân cách giữa màng mỏng và không khí) và một tia phản xạ ở mặt dưới của màng mỏng (mặt phân cách giữa màng mỏng và đế ). Trong trường hợp của màng đa lớp, tia phản xạ là kết quả của sự giao thoa của các tia phản xạ tại các mặt phân cách. Bằng cách lựa chọn thích hợp giá trị của chiết suất và độ dày các lớp, chúng ta có thể tạo ra phổ phản xạ khác nhau. Hình 1.2. (a) Tia phản xạ và tia truyền qua trong trường hợp màng đơn lớp và (b) trong trường hợp màng đa lớp Gương phản xạ Bragg là cấu trúc nhiều lớp được hình thành bởi sự lặp đi lặp lại tuần hoàn của một cặp gồm hai lớp điện môi có chiết suất khác nhau n H và n L có độ dày tương 4 ứng h H và h L . Gương điện môi được sử dụng nhiều nhất là gương phản xạ Bragg (DBR) phần tư bước sóng. Đó là loại gương phản xạ Bragg có độ dài quang học của các lớp là n H .h H =n L h L =λ/4 và chu kỳ của cấu trúc là Λ=h H +h L . Sơ đồ cấu trúc của một DBR được trình bày như hình 1.3 Hình 1.3. Sơ đồ cấu trúc của một DBR tuần hoàn, n i và h i là chiết suất và bề dày tưong ứng của lớp i, N là số chu kỳ. Trong phần giải thích quá trình hình thành silic xốp, chúng tôi sẽ chứng tỏ rằng silic xốp là vật liệu thích hợp cho việc chế tạo màng đa lớp bởi vì chiết suất và chiều dày của mỗi lớp xốp có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi các thông số điện hóa trong quá trình chế tạo. Nếu chiều dày quang học và chiết suất của mỗi lớp được thiết kế một cách chính xác, thì ánh sáng với những bước sóng nhất định bị phản xạ ở mỗi bề mặt phân cách sẽ giao thoa có cấu trúc. Trong trường hợp này, điều kiện phản xạ Bragg đã chỉ ra ở phương trình 1.1: m.λ = 2n.d.sinθ (1.1) Trong đó: m là số nguyên, λ là bước sóng của ánh sáng tới, d là chiều dày của một lớp, và θ là góc tới đối với bề mặt thỏa mãn và một gương đa lớp có thể được tạo ra (nghĩa là cấu trúc có vùng cấm quang một chiều). Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng: khi xảy ra hiện tượng phản xạ tại bề mặt một gương thì dao động trong ánh sáng tới và dao động trong ánh sáng phản xạ ngược pha với nhau. Nói cách khác, ta có thể cho rằng sau khi phản xạ thì pha dao động của sóng ánh sáng sẽ đổi dấu hoặc pha đó đã biến thiên một lượng là k π . Sự biến thiên của pha một lượng là 5 k π sẽ hoàn toàn tương đương với sự biến thiên của quang trình một lượng là (2 1) 2 k λ + . Như vậy, khi phản xạ thì quang trình của tia sáng sẽ thay đổi một lượng là (2 1) 2 k λ + với k là một số nguyên dương, âm hay bằng 0 (để cho tiện ta chọn k =0). Do đó, khi phản xạ trên gương (hay khi tia sáng phản xạ từ môi trường chiết suất thấp hơn sang môi trường chiết cao hơn), quang trình của tia sáng sẽ tăng thêm 2 λ .Từ đó, hiệu quang trình sẽ là: 2 sin 2 nd λ θ + . Công thức 1.1 được viết lại là: 2 sin 2 nd m λ θ λ + = (1.2) Do đó, hai tia đầu tiên được phản xạ trong một pha và sẽ giao thoa kết hợp. Khi nghiên cứu với 0 90 ; 1m θ = = thì điều kiện phản xạ Bragg trở thành: 4 nd λ = (1.3) Điều kiện này áp dụng cho tinh thể quang tử một chiều với cấu trúc tuần hoàn của các lớp điện môi có chiết suất cao và thấp sắp xếp xen kẽ nhau. Đây là công thức chính chúng tôi sử dụng để tính toán và chế tạo gương Bragg có đỉnh phản xạ tại các bước sóng khác nhau theo mong muốn. 6 Hình 1.4. Phổ phản xạ điển hình của gương phản xạ Bragg Phổ phản xạ của gương Bragg dựa trên nguyên lý giao thoa có thể được tính toán bằng nhiều phương pháp, trong đó phương pháp ma trận truyền (TMM) được chúng tôi sử dụng sẽ được trình bày chi tiết trong phần cuối của chương. Hình 1.4 trình bày phổ phản xạ của một gương phản xạ Bragg , trong đó bước sóng thỏa mãn phương trình (1.3) nằm ở trung tâm của cực đại phổ và thường gọi là bước sóng cộng hưởng. 1.1.1.2. Lớp không gian Lớp không gian lớp có độ dày quang học bằng nửa bước sóng hoặc đúng bằng chiều dài bước sóng, được đưa vào giữa các lớp điện môi của gương Bragg nhằm phá vỡ tính tuần hoàn về hằng số điện môi trong các gương Bragg, được xem là một sai hỏng trong tinh thể quang tử. Chiết suất của lớp không gian có thể giống hoặc khác so với chiết xuất của các lớp lớp điện môi trong gương Bragg. 1.1.2. Phổ phản xạ của buồng vi cộng hưởng Giống như tính tuần hoàn của trường thế trong tinh thể điện tử làm nảy sinh ra vùng cấm năng lượng, tính trúc tuần hoàn của hàm điện môi trong tinh thể quang tử làm xuất hiện vùng cấm quang mà thể hiện trên phổ truyền qua là một dải bước sóng với độ phản xạ rất cao như trên hình 1.4. Lớp không gian trong buồng vi cộng hưởng được xem như là một sai hỏng của tính tuần hoàn của hàm điện môi trong tinh thể quang tử. Điều này tương ứng với trạng thái cho phép trong vùng cấn quang mà thể hiện trên phổ truyền qua 7 Hình 1.4. Phổ phản của buồng vi cộng hưởng với số chu ki N=6,chiều dày các lớp d1=57.14nm,d2=95.24nm,n1=2.8133,n2=1.6878. là một khe hẹp với độ truyền qua đột ngột giảm xuống rất thấp như có thể thấy trên hình 1.4. Bước sóng tương ứng với trạng thái cho phép trong vùng cấm quang này được gọi là bước sóng cộng hưởng của buồng vi công hưởng. Bước sóng cộng hưởng rất nhạy với những thay đổi của độ dày quang học và chiết suất của lớp không gian như sẽ được làm sáng tỏ bằng những kết quả mô phỏng trong chương 3. 1.2. Cơ sở quá trình chế tạo buồng vi cộng hưởng quang trên màng silic xốp Hiện nay phương pháp chế tạo tinh thể quang tử 1D dựa trên màng silic xốp đa lớp chế tạo bằng phương pháp ăn mòn điện hóa đang rất được quan tâm do có thể điều khiển tương đối chính xác chiết xuất và độ dày các lớp, từ đó tạo ra được tinh thể quang tử như ý muốn, bằng cách tạo ra các khuyết tật trong tinh thể để tạo ra các buồng vi cộng hưởng, tạo tiền đề cho phát triển laser và cảm biến hóa sinh…Dưới đây là cơ sở của quá trình ăn mòn điện hóa cũng như thông số đặc trưng ảnh hưởng tới sự hình thành[4] . 1.2.1. Quá trình ăn mòn điện hóa phiến silic xốp Từ những nghiên cứu đầu tiên của Uhlir và Turner, và của Canham sau này, silic xốp nhận được chủ yếu bằng việc điện hóa phiến silic trong các dung dịch có chứa HF. Hình 1.5.Sơ đồ của hệ thống điện hóa silic Một sơ đồ đơn giản của một hệ điện hóa silic xốp được trình bày trên hình 1.8. Bề mặt của một phiến silic đã có tiếp xúc Ohmic ở mặt sau được đặt tiếp xúc với dung dịch có chứa HF. Sau khi áp đặt một điện thế (có chiều thích hợp ) giữa mặt tiếp xúc phía sau của phiến silic và một điện cực (thường là Pt) được đặt trong dung dịch HF, quá trình hình thành lỗ xốp được bắt đầu bằng việc hòa tan silic trong dung dịch HF dưới tác dụng của mật độ dòng áp dụng, khi đó những thông số cơ bản nhất định mới được thiết lập một cách chính xác . 8 Cả silic loại n và p đều ổn định dưới chế độ phân cực ca-tốt. Phản ứng quan trọng ở chế độ phân cực ca-tốt là việc tạo ra nước ở mặt phân cách Si/HF cùng với việc tạo thành khí hydro một cách đồng thời. Phản ứng này chỉ xảy ra ở thế phân cực ca-tốt cao. Sự hòa tan silic chỉ xảy ra dưới chế độ phân cực a-nốt. Ở thế phân cực a-nốt cao, bề mặt silic sẽ được đánh bóng. Ngược lại, ở thế phân cực thấp, hình thái học bề mặt chủ yếu là các lỗ xốp có dạng như các kênh ăn sâu vào khối silic với mật độ cao . Việc tạo ra lỗ xốp chỉ xảy ra tại các giá trị điện thế thấp hơn giá trị điện thế ngưỡng ứng với cực đại đầu tiên của mật độ dòng trong đường cong I-V.Dòng cực đại này gọi là dòng đánh bong điện cực J ps . Hình 1.6.Đặc trưng I-V đối với silic pha tạp loại n và p trong dung dịch HF 9 J ps Những giá trị định lượng của đường cong I-V cũng như giá trị tương ứng với cực đại đánh bong điện cực phụ thuộc vào những thông số ăn mòn và loại pha tạp cũng như nông độ pha tạp của phiến silic. Đối với loại n, biểu hiện I-V của loại pha tạp này chỉ có thể quan sát được dưới điều kiện chiếu sáng bởi vì sự tham gia của lỗ trống là cần thiết cho phản ứng ăn mòn. 1.2.2. Hóa học của quá trình hình thành silic xốp Để tạo ra silic xốp, dòng điện ở phía silic bề mặt phân cách SI/HF cần phải mang lỗ trống, khi đó chúng được tiêm vào theo chiều từ khối silic đến bề mặt tiếp giáp. Mật độ dòng cần phải được giữ giữa giá trị 0 và giá trị ngưỡng đánh bong điện cực J PS . Nhằm đạt được dòng lỗ trống có giá trị đáng trong silic loại n , sự chiếu sáng từ bên ngoài vào mẫu là cần thiết và điều này cũng phụ thuộc vào mức độ pha tập của đế silic. Nếu vượt qua mức đánh bong điện cực, quá trình a-nốt hóa sẽ dẫn đến ăn mòn hoàn toàn bề mặt của silic. Phản ứng a-nốt hóa cho quá trình tạo silic xốp: Si + 2HF SiF 2 + 2H + (1.4) SiF 2 + 2HF SiF 4 + H 2 (1.5) SiF 4 + 2HF H 2 SiF 6 (1.6) Phương trình tổng quát : Si + 6 HF H 2 SìF 6 + H 2 +2H + + 2e - (1.7) Sản phẩm cuối cùng chứa Si trong HF là H 2 SiF 6 hoặc một số dạng ion của nó, nó chỉ ra rằng trong quá trình tạo xốp chỉ 2 trong 4 điện tử Si có thể tham gia vào quá sự truyền điện tích ở bề mặt phân cách trong khi đó 2 điện tử còn lại tham gia vào quá trình ra H 2 . Tương tự như trong các lớp chuyển tiếp bán dẫn, ở lớp tiếp giáp Si/HF một vùng nghèo được sinh ra. Độ rộng vùng này phụ thuộc vào sự pha tạp và đó là cơ sở để giải thích sự khác nhau về kích thước của lỗ xốp nhận được trong silic loại p và p + . Hơn nữa, độ rộng của lớp nghèo còn phụ thuộc vào độ cong bề mặt cho nên quá trình a-nốt hóa chỉ xảy ra chủ yếu ở phần đầu của lỗ xốp nơi mà độ cong là lớn nhất (tại đây mật độ của lỗ trống là lớn nhất ).Tuy nhiên, khi vung nghèo của các lỗ xốp liền kề xen phủ nhau, sự lưu thông của hạt bị ngăn lại, dẫn đến quá trình hòa tan silic tiếp theo bị dừng lại. Do đó, đây 10 [...]... Mỗi chu kỳ bao gồm một lớp có độ xốp thấp và một lớp có độ xốp cao, do đó một nửa chu kỳ có nghĩa là chế tạo thêm một lớp có độ xốp thấp Có hai yếu tố cơ bản để có thể thiết kế các buồng vi cộng hưởng có chỉ số Q-factor cao dựa trên màng silic xốp đa lớp chế tạo bằng phương pháp ăn mòn điện hóa phiến silic: 29 Bảng 2.1 Các điều kiện ăn mòn để chế tạo buồng vi cộng hưởng dựa trên tình thể quang tử 1D... điện hóa phiến silic trong dung dịch chứa axit flohydric chúng ta có thể tạo ra màng silic xốp đa lớp với chiết suất và độ dày khác nhau bằng vi c kiểm soát chính xác mật độ dòng và thời gian ăn mòn điện hóa Đó chính là cơ sở cho vi c chế tạo buồng vi cộng hưởng có cấu trúc tinh thể quang tử một chiều bằng silic xốp 3 Dựa vào đặc tính phụ thuộc của bước sóng cộng hưởng vào chiết suất của các lớp xốp. .. lớp không gian 4 Phương pháp ma trận truyền đã được trính bày một cách tỷ mỉ nhằm cung cấp các cơ sở toán học cho vi c mô phỏng các đặc tính quang của buồng vi cộng hưởng có cáu trúc quang tử một chiều cũng như các cảm biến sinh hóa 24 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CHẾ TẠO BUỒNG VI CỘNG HƯỞNG, CÁC PHÉP ĐO CẤU TRÚC VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA SILIC XỐP Như đã nói ở phần trên thì phương pháp chế tạo buồng vi cộng hưởng trên. .. Mỗi cấu trúc của buồng vi cộng hưởng dựa trên màng đa lớp silic xốp được đặc trưng bởi 18 các thông số cơ bản như: số lớp N, chiết suất n và độ dày quang học d của lớp Các tính toán của phổ phản xạ và phổ truyền qua từ các thông số trên có vai trò quan trọng trong vi c tìm hiểu kỹ lưỡng về buồng vi cộng hưởng Với chương trình này, chúng tôi có thể khảo sát các cơ chế của buồng vi cộng hưởng, dự đoán... mặt giá thành đặc biệt với các cảm biến cho mục đích sử dụng một lần Có thể thấy rằng tất cả các linh kiện trên cơ sở màng silic xốp đa lớp như: màng đơn lớp Fabry-Perot, kính lọc giao thoa (hay là tấm phản xạ Bragg), rugate filter, buồng vi cộng hưởng đều có cùng một nguyên lý cảm biến Sự hấp thụ các chất nghiên cứu trong các lỗ xốp làm thay đổi chiết suất của các lớp xốp dẫn đến sự dịch chuyển phổ... khô 26 Hình 2.3 Sơ đồ hệ điện hóa AUTOLAB PGSTAT 30 2.1.2 Thiết kế buồng vi cộng hưởng Để thiết kế được buồng vi cộng hưởng thì vi c chế tạo được một khe cộng hưởng hẹp trong vùng cấm là rất quan trọng Khi chế tạo được 1 vi hốc cộng hưởng tức là tính tuần hoàn của gương phản xạ Bragg(có độ dài quang học là λ/4) bị phá vỡ, hay một lớp không gian (defect) (còn được gọi là vùng không gian đệm) có độ dài... tương ứng của nó Bước sóng cộng hưởng thay đổi rất nhanh và phụ thuộc lớn vào chiều dài quang học của lớp không gian Các buồng vi cộng hưởng do chúng tôi chế tạo được xuất phát từ đế silic loại p + trong dung dịch axit HF 15% (dung dịch của axit HF và cồn tuyệt đối) Các đế silic p + cho hình thái của silic xốp tốt nhất, phù hợp với yêu cầu để chế tạo buồng vi cộng hưởng dựa trên tinh thể quang tử 1D... nhận được là 2x10-4 Dưới đây là ảnh hưởng của độ nhạy cảm biến tới vật liệu và cấu trúc buồng vi cộng hưởng - Sự phụ thuộc của độ nhạy vào gương Bragg: Do sự giam giữ trường trong trong buồng vi cộng hưởng, bước sóng của hố cộng hưởng sẽ nhạy với sự thay đổi chiết suất của lớp sai hỏng hơn là trong các gương Bragg Các lớp càng nằm cách xa lớp sai hỏng thì càng ít gây ảnh hưởng tới bước sóng cộng hưởng. .. hơn Một lớp sai hỏng quá dày sẽ không làm tăng độ nhạy của cảm biến Với một lượng chất nghiên cứu cố định lớp sai hỏng càng dày thì độ nhạy của cảm biến càng giảm 1.4 Lý thuyết mô phỏng về buồng vi cộng hưởng 1.4.1 Cơ sở toán học để phân tích và mô phỏng Trước khi chế tạo, chúng tôi đã xây dựng chương trình mô phỏng để có thể thiết kế và dự đoán được các tính chất quang học của buồng vi cộng hưởng một... đặc tính này chúng ta có thể sử dụng buồng vi cộng hưởng làm cảm biến cho các chất sinh hóa dưới dạng lỏng Ưu điểm của các cảm biến có cấu trúc tinh thể quang tử bậc cao (hai hoặc ba chiều) là có thể làm vi c với một lượng chất nghiên cứu rất ít do thể tích mốt trong các tinh thể này rất nhỏ Tuy nhiên, ưu điểm của các cảm biến trên cơ sở tinh thể quang tử một chiều là một mặt vẫn đảm bảo được độ phân . ở trên và các hướng phát triển hiện nay của ngành công nghệ quang tử nên tôi đã chọn đề tài : Nghiên cứu chế tạo buồng vi cộng hưởng dựa trên màng silic xốp đa lớp và ứng dụng là cảm biến hóa. cho vi c trình bày nguyên lý, các đặc tính của cảm biến sinh hóa dựa trên buồng vi cộng hưởng làm bằng silic xốp và các cơ sở lý thuyết mô phỏng về buồng vi cộng hưởng. 1.1. Buồng vi cộng hưởng. quá trình chế tạo buồng vi cộng hưởng quang trên màng silic xốp Hiện nay phương pháp chế tạo tinh thể quang tử 1D dựa trên màng silic xốp đa lớp chế tạo bằng phương pháp ăn mòn điện hóa đang rất