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2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

63. Photonic Crystal Optofluidic Silicon Microsystems for (Bio)Sensing

verfasst von : S. Surdo, F. Carpignano, A. Giannetti, L. M. Strambini, C. Trono, F. Baldini, S. Merlo, G. Barillaro

Erschienen in: Sensors

Verlag: Springer New York

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Abstract

In this work, feasibility of an optofluidic microsystem (OFM) in which vertical high aspect-ratio (HAR) silicon/air one-dimensional (1D) photonic crystals (PhCs) are employed as transducers for label-free refractive index (RI) sensors is demonstrated. The 1DPhC is integrated in a silicon substrate together with microfluidic channels for managing liquid flow and fiber grooves for alignment/positioning of readout optical fibers. The whole microsystem is fabricated by means of one-step etching thanks to advanced features of electrochemical micromachining (ECM) technology, a low-cost and highly flexible microstructuring technique based on the electrochemical etching of n-type silicon electrodes in HF-aqueous electrolytes. A glass cover, provided with inlet/outlet holes for liquid insertion/extraction, is anodically bonded on top of the micromachined silicon substrate. Optofluidic characterization of PhC-OFMs by pressure-driven operation is carried out through measurement of the reflected power spectra of 1DPhCs upon injection of liquids with different refractive index values in the 1DPhC air gaps, by using readout optical fibers positioned in the on-chip fiber grooves. A best sensitivity value of 357 nm/RIU and limit of detection of 4·10−3 RIU are obtained.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Fan X, White IM (2011) Optofluidic microsystems for chemical and biological analysis. Nat Photon 5:591–597CrossRef Fan X, White IM (2011) Optofluidic microsystems for chemical and biological analysis. Nat Photon 5:591–597CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Barillaro G et al (2012) Integrated optofluidic microsystem based on vertical high-order one-dimensional silicon photonic crystals. Microfluid Nanofluid 12:545–552CrossRef Barillaro G et al (2012) Integrated optofluidic microsystem based on vertical high-order one-dimensional silicon photonic crystals. Microfluid Nanofluid 12:545–552CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Bassu M et al (2012) Electrochemical micromachining as an enabling technology for advanced silicon microstructuring. Adv Funct Mater 22(6):1222–1228CrossRef Bassu M et al (2012) Electrochemical micromachining as an enabling technology for advanced silicon microstructuring. Adv Funct Mater 22(6):1222–1228CrossRef
Metadaten
Titel
Photonic Crystal Optofluidic Silicon Microsystems for (Bio)Sensing
verfasst von
S. Surdo
F. Carpignano
A. Giannetti
L. M. Strambini
C. Trono
F. Baldini
S. Merlo
G. Barillaro
Copyright-Jahr
2014
Verlag
Springer New York
DOI
https://doi.org/10.1007/978-1-4614-3860-1_63

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