Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng cysteamine cùng với một chất tạo kết nối là GAD để biến đổi bề mặt Au của thanh dao động.
1.3.2. Biến đổi bề mặt SiNx
1.3.2.1. Phƣơng pháp biến đổi và vấn đề đối với SiNx
Tương tự với bề mặt Au, SiNx cũng là một hợp chất khá trơ và không phản ứng với các hợp chất sinh học. Để cố định các phần tử sinh học trên bề mặt SiNx thì phải biến đổi nó.
Đối với bề mặt SiNx, trong luận văn này sử dụng các hợp chất silane và các chất kết nối để biến đổi bề mặt sau:
- Tiếp theo cho chất glutaraldehyde (CHO(CH2)3CHO) gắn với APTES thông qua nhóm chức aldehyde của GAD và –NH2 của APTES. Kết quả là thu được bề mặt SiNx gắn GAD chứa nhóm chức (-CHO) sẵn sàng để gắn các phần tử sinh học.
Mục đính của việc biến đổi bề mặt SiNx là tạo ra các nhóm silanol (SiOH) trên bề mặt, từ đó có thể phản ứng với các hợp chất silane (Si(OR)3) (như là GOPTS hay
APTES...). Đối với SiO2 thì việc tạo ra các nhóm chức silanol có thể thực hiện đơn giản bằng cách ngâm trong dung dịch piranha. Tuy nhiên, với SiNx lại không tạo ra được nhóm silanol bằng cách này.
Có một số phương pháp biến tính bề mặt SiNx để gắn các phần tử sinh học đã được nghiên cứu và báo cáo như phương pháp sử dụng bức xạ tử ngoại ở nhiệt độ phòng [13], sử dụng hoá chất như dung dịch NaOH, HF, phương pháp xử lý bằng plasma oxy [13], [14], [15]... Trong đề tài này, bề mặt thanh dao động của chíp có phủ một lớp vàng nên cần hạn chế sử dụng hoá chất ăn mòn mạnh như HF. Hơn nữa, với những điều kiện về trang thiết bị hiện có chúng tôi chọn phương pháp xử lý plasma oxy để biến tính bề mặt SiNx trong đề tài này.
1.3.2.2. Vai trò của xử lý bề mặt SiNx bằng plasma O21.3.2.2.1. Giới thiệu về plasma O2 1.3.2.2.1. Giới thiệu về plasma O2
Plasma O2 là một hỗn hợp gồm các hạt phân tử oxy trung hoà, các điện tử, các iôn âm, và các iôn dương oxy. Chúng được tạo ra do quá trình iôn hoá các phân tử oxy dưới tác dụng của điện trường, từ trường hay những tia lửa điện. Các phân tử oxy trong môi trường plasma tồn tại ở các mức năng lượng khác nhau, do nhận thêm năng lượng nên một số phân tử oxy ở trạng thái kích thích. Những phân tử này trở nên hoạt hoá hơn bình thường, dó đó có thể xảy ra một số phản ứng hoá học mà ở trạng thái không kích thích không thể xảy ra.
1.3.2.2.2. Một số kỹ thuật tạo plasma
Có nhiều kỹ thuật khác nhau để tạo plasma. Tuy nhiên, tất cả chúng đều có chung một nguyên tắc đó là phải cung cấp một năng lượng đủ lớn để tạo ra và duy trì plasma.
Điểm khác biệt giữa các kỹ thuật này là phương pháp tạo ra plasma. Dưới đây là một số kỹ thuật tạo plasma phố biến hiện nay.
Plasma GDP, một hiệu điện thế một chiều được áp vào giữa 2 bản kim loại, gọi là anod và cathode. Ban đầu, trong khối khí trung hòa có tồn tại một ít các hạt bị ion hóa tự phát và một ít electron. Các hạt mang điện này sẽ bị gia tốc bởi điện trường và va chạm với các hạt trung hòa khác, làm ion hóa, sinh ra các ion và electron mới. Quá trình sẽ tái diễn và cuối cùng trong khối khí giữa cathode và anod sẽ chứa rất nhiều hạt mang điện và ở trang thái kích thích, tức là đã trở thành plasma. Thiết bị plasma phóng điện khí yêu cầu phải có hiệu thế giữa 2 bản cực rất cao. Một nhược điểm khác là điện thế gia tốc sẽ làm cho các electron và ion va đập bề mặt của 2 bản cực theo phương thẳng đứng với năng lượng lớn, làm mòn dần bản cực và các chi tiết cần làm sạch/ăn mòn của thiết bị đặt trên bản cực cũng bị bắn phá.
Capacitively coupled plasma (CCP) là kỹ thuật tạo plasma sử dụng phố biến nhất trong công nghiệp hiện nay. Cấu tạo gồm hai điện cực kim loại, đặt gần nhau trong một buồng phản ứng. Một trong hai điện cực này nối với cực dương của nguồn RF có tần số hoạt động bằng 13,56MHz, điện cực còn lại nối mát. Sóng RF có tác dụng iôn hoá chất khí nằm giữa 2 điện cực này tạo thành plasma. Vì cấu tạo của buồng phản ứng này giống như một tụ điện nên nó được gọi là kỹ thuật plasma CCP.