하버드 의과대학(HMS)과 MIT 종합병원의 공동 연구팀은 PEC 에칭 방법을 사용하여 마이크로디스크 레이저 출력 조정을 달성하여 나노포토닉스 및 생물의학의 새로운 소스를 "유망"하게 만들었다고 밝혔습니다.
(마이크로디스크 레이저의 출력은 PEC 에칭 방식으로 조정 가능)
분야에서는나노포토닉스및 생물의학, 마이크로디스크레이저나노디스크 레이저는 유망해졌습니다.광원그리고 프로브.온칩 광 통신, 온칩 바이오 이미징, 생화학 감지 및 양자 광자 정보 처리와 같은 여러 응용 분야에서는 파장 및 초협대역 정확도를 결정하는 데 레이저 출력을 달성해야 합니다.그러나 이 정확한 파장의 마이크로디스크 및 나노디스크 레이저를 대규모로 제조하는 것은 여전히 어려운 일입니다.현재의 나노제조 공정에서는 디스크 직경의 임의성이 도입되어 레이저 대량 가공 및 생산에서 설정된 파장을 얻기가 어렵습니다. 이제 하버드 의과대학과 매사추세츠 종합병원의 Wellman 센터 연구팀이광전자 의학마이크로디스크 레이저의 레이저 파장을 나노미터 이하의 정확도로 정밀하게 조정하는 데 도움이 되는 혁신적인 광화학(PEC) 에칭 기술을 개발했습니다.이 연구는 Advanced Photonics 저널에 게재되었습니다.
광화학 에칭
보고서에 따르면, 팀의 새로운 방법을 통해 정밀하고 미리 결정된 방출 파장을 갖는 마이크로 디스크 레이저 및 나노디스크 레이저 어레이를 제조할 수 있습니다.이 혁신의 핵심은 마이크로디스크 레이저의 파장을 미세 조정하는 효율적이고 확장 가능한 방법을 제공하는 PEC 에칭을 사용하는 것입니다.위 결과에서, 연구팀은 인듐 인화물 기둥 구조에 실리카로 덮인 인듐 갈륨 비소 인산염 처리 마이크로디스크를 성공적으로 획득했습니다.그런 다음 그들은 황산 희석 용액에서 광화학 에칭을 수행하여 이러한 마이크로디스크의 레이저 파장을 결정된 값으로 정확하게 조정했습니다.
그들은 또한 특정 광화학(PEC) 에칭의 메커니즘과 역학을 조사했습니다.마지막으로, 그들은 서로 다른 레이저 파장을 갖는 독립적이고 분리된 레이저 입자를 생성하기 위해 파장 조정된 마이크로디스크 어레이를 폴리디메틸실록산 기판으로 옮겼습니다.그 결과 마이크로디스크는 레이저 방출의 초광대역 대역폭을 보여줍니다.레이저컬럼의 크기는 0.6 nm 미만이고 분리된 입자의 크기는 1.5 nm 미만입니다.
생의학 응용 분야의 문을 열다
이 결과는 많은 새로운 나노포토닉스 및 생물의학 응용 분야의 문을 열어줍니다.예를 들어, 독립형 마이크로디스크 레이저는 이질적인 생물학적 시료에 대한 물리 광학 바코드 역할을 할 수 있어 특정 세포 유형의 라벨링과 다중 분석에서 특정 분자의 표적화를 가능하게 합니다. 세포 유형별 라벨링은 현재 다음과 같은 기존 바이오마커를 사용하여 수행됩니다. 넓은 방출 선폭을 갖는 유기 형광단, 양자점 및 형광 비드 등이 있습니다.따라서 동시에 몇 가지 특정 세포 유형에만 라벨을 붙일 수 있습니다.대조적으로, 마이크로디스크 레이저의 초협대역 발광은 동시에 더 많은 세포 유형을 식별할 수 있습니다.
연구팀은 정밀하게 조정된 마이크로디스크 레이저 입자를 바이오마커로 테스트하고 이를 성공적으로 시연하여 배양된 정상 유방 상피 세포 MCF10A에 라벨을 붙였습니다.초광대역 방출을 통해 이러한 레이저는 세포역학 이미징, 유세포 분석 및 다중 오믹스 분석과 같은 입증된 생물의학 및 광학 기술을 사용하여 잠재적으로 바이오센싱에 혁명을 일으킬 수 있습니다.PEC 에칭을 기반으로 한 기술은 마이크로디스크 레이저의 큰 발전을 의미합니다.이 방법의 확장성과 나노미터 미만의 정밀도는 나노포토닉스 및 생물의학 장치뿐만 아니라 특정 세포 집단 및 분석 분자에 대한 바코드에 레이저를 무수히 응용할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다.
게시 시간: 2024년 1월 29일