Nanoszemcsés szerkezetek és vékonyrétegek ellipszometriai modellezése bioszenzorikai és (opto)elektronikai alkalmazásokhoz = Ellipsometric modelling of nanograin structures and thin films for biological and (opto)electronical applications

Petrik, Péter and Kurunczi, Sándor and Nguyen, Quoc Khanh and Polgár, Olivér (2010) Nanoszemcsés szerkezetek és vékonyrétegek ellipszometriai modellezése bioszenzorikai és (opto)elektronikai alkalmazásokhoz = Ellipsometric modelling of nanograin structures and thin films for biological and (opto)electronical applications. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 61725_ZJ1.pdf Download (58kB)

Abstract

Folyadékcellát, in situ mérési eljárást és optikai modelleket fejlesztettünk fehérjék leválasztás közbeni ellipszometriai mérésére. Az általunk fejlesztett 0,5 ml térfogatú és az előzőleg vásárolt 5 ml térfogatú kereskedelmi folyadékcella szisztematikus összehasonlító vizsgálatával, folyadékdinamikai szimulációval elemeztük és teszteltük a cellák legjobb beállítását és használhatóságának határait (pl. ablakkorrekció, szükséges folyadékmennyiség). Elsőként vizsgáltuk flagellinből polimerizált filamentumok rögzítését, a rögzített rétegek szerkezetét és a leválasztás kinetikáját. Megmutattuk, hogy a flagellin-leválasztás kinetikája többréteges ellipszometriai modellel vizsgálható. Ezáltal részletes betekintést nyerünk a rétegépülés folyamatába. Megvizsgáltuk a szubsztrát-minőség és az aktiválás hatását az immobilizációra. MATLAB nyelven kifejlesztettünk egy teljes moduláris ellipszometriai kiértékelő rendszert, amelyben implementálni tudtuk saját modelljeinket, és amelyet az MFA 128-node-os szuperszámítógépén Octave/Linux alatt futtatni tudtunk. Szoftverünkkel megmutattuk, hogy a parametrizált dielektromos függvény modell jól használható porózus szilícium, leválasztással létrehozott nanokristályos szilícium, ionimplantált szilícium és vegyületfélvezető szerkezetek rétegvastagságának, összetételének, kristályosságának és szemcseméretének meghatározására. A fenti anyagszerkezetek és a rendezett felületi struktúrák vizsgálatához paraméter-kereső algoritmusokat fejlesztettünk. | We have developed a flow cell, in situ measurement, and optical models for the ellipsometric measurement of proteins during deposition. We have tested and evaluated the best conditions and the limit of capabilities (e.g. windows correction, needed volume of solution) through systematic comparative studies of a home-made 0,5-ml cell and a commercial 5-ml flow cell. We were the first who investigated the immobilization, structure and deposition kinetics of flagellar filaments. We have shown that the deposition kinetics can be studied in detail using multi-layer optical models. Using these models we have a detailed view of the mechanisms of layer growth. We have investigated the effect of activation and substrate properties on the immobilization. We have developed a complete modular ellipsometric software package in MATLAB to implement our special models, and to enable to run the programs on the 128-node super computer of the MFA using Octave/Linux. With our software we have shown that using parameterized dielectric functions the layer thickness, structure, composition, crystallinity, and grain size of porous silicon, deposited nanocrystalline silicon, ion implanted silicon, and compound semiconductors can be determined with a high sensitivity. We have developed parameter search algorithms to evaluate the above materials, as well as order surface structures.

Actions (login required)

Edit Item