集成传感器制造技术

这里公开了集成传感器的示例。集成传感器的示例包括：衬底；和感测构件，形成在衬底表面上。感测构件包括：可收缩信号放大结构；和围绕可收缩信号放大结构的区域，该区域使得暴露于其的液滴的自定位朝向可收缩信号放大结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】这里公开了集成传感器的示例。集成传感器的示例包括：衬底；和感测构件，形成在衬底表面上。感测构件包括：可收缩信号放大结构；和围绕可收缩信号放大结构的区域，该区域使得暴露于其的液滴的自定位朝向可收缩信号放大结构。【专利说明】集成传感器 关于联邦资助的研究或开发的陈述 在受到来自国防高级研究计划局（DARPA)的奖助金的部分支持的研究过程中做出了本 专利技术，合同号：HR0011-09-3-0002。美国政府在本专利技术中具有某些权利。
技术介绍
测定和其它感测系统已在化学、生物化学、医学和环境领域中被用于检测一个或 多个化学物种的存在和/或浓度。一些感测技术针对物种检测和测量利用颜色或对比度， 包括例如，基于反射性、透射性、荧光性或磷光性的那些技术。其它感测技术(诸如拉曼光谱 学或表面增强拉曼光谱学（SERS))研究系统中的振动、旋转和其它低频模式。特别地，拉曼 光谱学用于研究当光子与分子相互作用时分子能量状态之间的跃迁，其导致散射光子的能 量被转变。分子的拉曼散射可以被看作两个过程。处于某个能量状态的分子首先被入射光 子激励成另一个(虚拟或真实的)能量状态，其通常处于光频域中。然后，被激励的分子作为 偶极子源在环境的影响下发生辐射，在该环境中它处在与激励光子相比可能相对低（即，斯 托克斯（Stokes)散射）或可能相对高（S卩，反斯托克斯散射）的频率。不同分子或物质的拉 曼光谱具有可被用于识别物种的特征峰。 【专利附图】【附图说明】 通过参考后面的详细描述和附图，本公开的示例的特征和优点将变得显而易见， 附图中相似的参考数字对应类似(尽管可能不相同）的部件。为了简短起见，具有先前描述 功能的参考数字或特征可以或可以不关于它们出现于其中的其它附图被描述。 图1A和1B是在暴露于液体样本之前和之后的集成传感器的示例的半示意性透视 图； 图2A到2E是可控定位的可收缩（collapsible)信号放大结构的预先确定几何形状的 五个不同示例的半示意性顶视图； 图3A到3C是可收缩信号放大结构的三个不同示例的半示意性透视图； 图4A到4D是一起图示用于制作集成传感器的方法的示例的、并且还包括图4A和4B 之间以及图4B和4C之间箭头处的两个截面视图的半示意性透视图； 图5是包括由梯度的聚合物纳米柱围绕的可收缩信号放大结构的感测构件的半示意 性顶视图； 图6是包括由疏水分子围绕的可收缩信号放大结构的感测构件的半示意性顶视图； 图7是包括由凹槽围绕的可收缩信号放大结构的感测构件的半示意性顶视图； 图8是感测系统的示例的半示意性和部分透视图；以及 图9是感测系统的另一示例的示意性和部分透视图。 【具体实施方式】 本公开一般地涉及集成传感器。集成传感器的示例适合于用在表面增强拉曼光谱 学（SERS)中。该传感器的示例包括一个或多个感测构件，该一个或多个感测构件包括布置 在多边形组件中的可收缩或可重构的信号放大结构。在毛细作用力的帮助下(例如在液体 蒸发期间)，单个多边形组件的可收缩信号放大结构能够经历自凝聚(例如在其尖端的自闭 合或自重构)。信号放大结构能够在闭合尖端之间形成的热点处俘获分子，热点在SERS询 问（interrogation)下极大地放大电磁场。此外，集成传感器的示例可控地形成在柔性衬 底上，其可以有利地用于在长时间段内进行连续监视。再另外，集成传感器的一些示例能够 自定位暴露于其的样本，以使得样本指向可收缩信号放大结构。在这些示例中，集成传感器 能够动态重构样本用于最优信号增强。 现在参见图1A和1B，描绘了液体样本暴露之前（图1A)和液体样本暴露之后（图 1B)的集成传感器10的示例。在示例中，集成传感器10包括柔性衬底12和形成在柔性衬 底12的表面S 12上的间隔开的感测构件14A、14B的阵列。虽然在图1A和1B中示出了两个 感测构件14 A、14B，但是要理解的是，任何数量的感测构件14A、14B (这里还称为14)可以形 成在柔性衬底12上。例如，可以形成单个信号感测构件14A或14B，或者可以形成数十或数 百个感测构件14 A、14B。形成的感测构件14A、14B的数量可以例如受到柔性衬底12的尺寸 (即长度和宽度)和/或受到形成在任何一个感测构件14 A、14B中的多边形组件16的数量的 限制。作为一些示例，感测构件14A、14 B的阵列可以包括沿柔性衬底12的长度的单行感测 构件14A、14B (例如参见图9)，或者沿柔性衬底12的长度的多个行和沿柔性衬底12的宽 度的多个列的感测构件14A、14 B (例如参见图8)。邻近感测构件14A、14B之间的间隔可以例 如取决于柔性衬底12的尺寸（即长度和宽度)和/或将被用于询问传感器10的感测系统的 分配器、光源、检测器等的配置。例如，如果感测系统具有单个分配器用于分配分析物溶液 (即样本)给感测构件14 A、14B，则感测构件14A、14B可以被间隔开距沿柔性衬底12的长度的 单个行中的彼此一定距离以使得分配器可以被促动来一个接一个地填充感测构件14 a、14b， 该距离的范围为从大约1000 μ m (即1mm)到大约10000 μ m (即10mm)。在另一个示例 中，邻近感测构件14A、14B之间的距离的范围为从大约200 μ m (即0. 2mm)到大约500 μ m (即0· 5mm)或者到大约1000 μπι (即1mm)。单个感测构件144、14!3可以具有从大约0· 1mm 到大约2mm范围的长度和/或宽度。在示例中，单个感测构件14A、14B可以具有大约1mm的 长度和/或览度。 柔性衬底12可以是能够屈曲或弯曲而不破裂的任何衬底材料。柔性衬底12还能 够具有形成于其中的信号放大结构18。柔性还可以使柔性衬底12能够被索引或移动(例如 以连续方式或逐步（ratcheted)的方式）以用于监视。柔性衬底12的示例包括聚对苯二甲 酸乙酯（PET)，聚对苯二甲酸乙二醇酯乙二醇改性（PETG)，聚丙烯，聚乙烯，或聚碳酸酯。在 示例中，柔性衬底12具有从大约30 μ m到大约50 μ m范围的厚度。在其它示例中，衬底 12的厚度大于50 μ m。在使用更硬材料(例如聚碳酸酯）的示例中，衬底12的厚度可以在 厚度范围的下限，以便获得期望的柔性。一些衬底12的宽度的范围可以从大约8_到大约 12mm〇 在图1A和1B中示出的示例中，每个感测构件144、1龟包括在柔性衬底12的表面 S12上以受控样式布置的多个多边形组件16。受控样式可以包括任何NxM阵列，其中N、M从 2，3，4，5…50…2000中单独选择。在示例中，N=M=100到1000。图1A和1B的每个 感测构件14 A、14B中示出的多边形组件16的受控样式是2x2阵列。在这个示例中，每个感 测构件14A、14B具有相同的受控样式，但是要理解的是，感测构件14A、14 B中的一个或多个可 以具有以与其它感测构件14A、14B中的一个或多个不同的受控样式布置的多边形组件16。 单个感测构件14 A或14B内的每个多边形组件16可以距相同感测构件14A或14B内的每个 其它多边形组件16预先确定的距离。在示例中，预先确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成传感器，包括：衬底；和感测构件，形成在衬底表面上，感测构件包括：　可收缩信号放大结构；和　围绕可收缩信号放大结构的区域，使得暴露于其的液滴的自定位朝向可收缩信号放大结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：AM布拉特科夫斯基，Z李，W吴，M胡，RS威廉斯，A金，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US