Победитель конкурса
"Молодые ученые"

Алексей
Кузин

Разработка интегрально-оптической лаборатории на чипе с микрофлюидными каналами для экспресс-тестов на нитрид кремниевой платформе

01.00.00 Физико-математические науки


Тула


Магистратура, 2 курс, факультет: Фотоника и квантовые материалы


Описание проекта

Обнаружение аналитов в исследуемом растворе при сверхмалых концентрациях требует решения нескольких основных задач: разработка чувствительных элементов на чипе и их интеграция с компонентами прокачки исследуемого раствора. Для решения первой задачи могут быть использованы пассивные интегрально-оптические устройства на нитрид кремниевой платформе с нагревательными элементами. Выбор нитрид кремниевой платформы для проекта обусловлен следующими преимуществами: CMOS совместимый процесс изготовления, малые оптические потери в видимом и инфракрасном диапазоне длин волн, большой контраст показателя преломления волновода и оболочки, позволяющий создавать компактные устройства, большая разновидность конфигураций оптических элементов для использования в качестве чувствительных элементов. В свою очередь, благодаря высокой адгезии и вариативности изготовления, микрофлюидные каналы из полимера (полиметилдисилоксана, PDMS) отлично подходят для решения второй задачи. Интеграция фотонных микросхем на платформе из нитрида кремния и микрофлюидных каналов в рамках проекта позволяет проложить путь к полностью портативным и компактным лабораториям на чипе. Экспресс тесты, полученные с помощью данной технологии, существенно сократят временные и материальные издержки для исследования и диагностики организма человека, что в свою очередь окажет влияние на медицинскую диагностику и личное здравоохранение в ближайшем будущем.



Сейчас

Дизайн интегрально-оптической лаборатории на чипе с микрофлюидными каналами. Технологический маршрут изготовления интегрально-оптической лаборатории на чипе с микрофлюидными каналами. Изготовленный чип интегрально-оптической лаборатории на чипе с микрофлюидными каналами. Результаты исследования лаборатории на чипе с микрофлюидными каналами (включая оптическое пропускание и термоперестройку) без и в присутствии нескольких аналитов. Анализ полученных результатов и оценка возможности применения.