Silicon Photonic Micro-Ring Resonators for Chemical and Biological Sensing: A Tutorial

光子学 谐振器 绝缘体上的硅 纳米技术 制作 波导管 灵敏度(控制系统) 材料科学 硅光子学 光电子学 CMOS芯片 生物传感器 表面改性 检出限 电子工程 化学 工程类 机械工程 医学 病理 色谱法 替代医学
作者
Patrick Steglich,Dominik G. Rabus,C. Sada,Martin Paul,Michael G. Weller,Christian Mai,Andreas Mai
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:22 (11): 10089-10105 被引量:50
标识
DOI:10.1109/jsen.2021.3119547
摘要

Silicon photonic micro-ring resonators (MRR) developed on the silicon-on-insulator (SOI) platform, owing to their high sensitivity and small footprint, show great potential for many chemical and biological sensing applications such as label-free detection in environmental monitoring, biomedical engineering, and food analysis. In this tutorial, we provide the theoretical background and give design guidelines for SOI-based MRR as well as examples of surface functionalization procedures for label-free detection of molecules. After introducing the advantages and perspectives of MRR, fundamentals of MRR are described in detail, followed by an introduction to the fabrication methods, which are based on a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology. Optimization of MRR for chemical and biological sensing is provided, with special emphasis on the optimization of waveguide geometry. At this point, the difference between chemical bulk sensing and label-free surface sensing is explained, and definitions like waveguide sensitivity, ring sensitivity, overall sensitivity as well as the limit of detection (LoD) of MRR are introduced. Further, we show and explain chemical bulk sensing of sodium chloride (NaCl) in water and provide a recipe for label-free surface sensing.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
LL发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI2S应助调皮元珊采纳,获得10
1秒前
星辰大海应助蜡笔小新新采纳,获得10
2秒前
再来个大脑完成签到 ,获得积分10
2秒前
月皿发布了新的文献求助10
3秒前
栗子完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
zhubin完成签到 ,获得积分10
8秒前
jenna完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
wxj完成签到,获得积分10
9秒前
体贴琳完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
sycsyc完成签到,获得积分10
11秒前
等待geduo发布了新的文献求助10
11秒前
澄澄橙橙紫完成签到,获得积分10
11秒前
Narcissus153完成签到,获得积分10
11秒前
chiweiyoung完成签到,获得积分10
12秒前
科研喵完成签到,获得积分10
13秒前
洞两完成签到,获得积分10
13秒前
龙眼完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
华仔应助Elaine采纳,获得30
16秒前
17秒前
18秒前
18秒前
天天快乐应助hh采纳,获得10
20秒前
21秒前
cc完成签到 ,获得积分10
22秒前
121314wld发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
汉堡包应助等待geduo采纳,获得10
24秒前
24秒前
kaka发布了新的文献求助30
25秒前
太阳照常升起完成签到,获得积分10
25秒前
Chaos发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
26秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6126201
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7954239
关于积分的说明 16503459
捐赠科研通 5245926
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2801814
邀请新用户注册赠送积分活动 1783139
关于科研通互助平台的介绍 1654367