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做為電化學多巴胺感測之奈米壓印電極及CMOS感測電路
Thesis

做為電化學多巴胺感測之奈米壓印電極及CMOS感測電路

黃昶文
Masters, 國立清華大學, 電子工程研究所
2009

Abstract

nanoimprint Dopamine Electrochemical Oxidation Reduction Parkinson’s disease IDAs 奈米壓印 多巴胺 氧化還原法 帕金森氏症 指叉電極
本論文目的是利用奈米壓印製作一高感測度之感測電極晶片,並配合電 容式感測電路以實現具備即時監測、定量之低成本多巴胺(dopamine)感測晶 片。因為要達到高感測度需要將指叉狀電極(Interdigital Array Electrodes,IDA Electrdes)之間的間距縮小,為了將電極之製作成本降低 並減少製作時間,所以我們採用奈米壓印(Nanoimprint Lithography,NIL)技 術來製作奈米等級間距的電極, 並使用電化學氧化還原法(Oxidation Reduction)來感測多巴胺。 為了電極間的絕緣,我們將電極製作在經電漿輔助化學氣相沉積(PECVD) 氮化矽之矽基板上,經由奈米壓印、氧氣電漿(O2 Plasma)蝕刻、鉻/金熱蒸鍍 (Evaporator)、Lift-off、黃光等步驟完成電極製作後,不同濃度之多巴胺 便可經由此電極晶片因電化學氧化還原產生不同之訊號電流,由儀器觀察電 流後便可由電流得到所量測之多巴胺濃度。最後在配合一互補式金屬氧化半 導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)電路放大電流並 對電容充放電轉換成電壓訊號,在同樣充電時間下因不同電流得到不同電壓 訊號,藉此判讀多巴胺濃度。 藉由奈米壓印技術,我們得到一電極間距300 nm 的指叉狀電極,此電極 之感測度在多巴胺濃度0.5 μM 下,可產生1.26nA 訊號電流,配合放大電路, 理論上的多巴胺感測濃度最低可以到0.1μM 關鍵字:奈米壓印、多巴胺、氧化還原法、帕金森氏症、指叉電極。

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