零模式波导纳米孔径阵列的高通量制造使用Sol-Gel纳米印记刻法,用于增强单分子光检测

科学领域:

• 纳米光子学和单分子生物物理学
• 先进的材料 制造业 制造业

背景情况:

• 零模式波导 (ZMWs) 对于超出衍射极限的敏感单分子光检测至关重要.
• 目前的纳米制造方法 (例如,FIB,e-beam光刻) 是复杂而昂贵的,阻碍了ZMW的广泛采用.

研究的目的:

• 为高性能ZMW阵列开发一种可扩展,具有成本效益和高通量制造方法.
• 为了使单分子生物传感和纳米光子系统更广泛地使用ZMW.

主要方法:

• 结合 sol-gel 纳米印记光刻 (NIL) 与酸 (HF) 蒸汽相蚀刻,用于并行 ZMW 制造.
• 利用一升的体积纳米孔,在没有昂贵的设备的情况下进行大规模的复制.

主要成果:

• 在制造的ZMW中达到8倍的光亮度增强.
• 证明了亚毫秒时间分辨率和宽带光谱操作 (可见范围).
• 通过单分子光实验 (爆破分析,FCS,smFRET) 验证了性能.

结论:

• 提出的基于NIL的方法在可访问的纳米光子设备制造方面取得了重大进展.
• 这种方法有利于大规模生产高性能ZMW,促进它们在先进的生物传感中使用.