原子层沉积制造技术及生物传感应用

本书系统介绍了原子层沉积技术原理及生物传感应用，共分7章，主要内容包括原子层沉积（ALD）技术的基本原理、特点、系统和工作模式，聚焦于ALD技术的拓展，涉及了ALD在摩擦、电磁、噪声、量子和生物传感器领域的应用，重点介绍该技术在生物医学检测领域的前沿发展，在阐明ALD技术基本原理的同时，介绍其在前沿领域的先进性和实际应用。 本书可供微纳制造与传感检测等领域的技术工作者阅读使用，也可作为高等院校相关专业师生的参考书。

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1 原子层沉积（ALD）概述 1 1.1 原子层沉积技术原理 2 1.2 原子层沉积技术的特点 7 1.3 原子层沉积系统 8 1.3.1 横向流动式 9 1.3.2 垂直流动式 9 1.3.3 径向流动式 10 1.4 原子层沉积材料 10 参考文献 11 2 原子层沉积技术拓展 15 2.1 多金属源共馈ALD 16 2.1.1 多金属源共馈ALD原理 16 2.1.2 多金属源共馈ALD系统 17 2.1.3 多金属源共馈ALD沉积异质结构 18 2.2 等离子体增强ALD技术 19 2.2.1 多金属源共馈ALD原理 20 2.2.2 等离子体增强ALD的特点 21 2.2.3 等离子体增强ALD系统 24 2.2.4 等离子体增强ALD沉积材料 26 2.3 区域选择性ALD 26 2.3.1 多金属源共馈ALD原理 26 2.3.2 区域选择性ALD分类 27 2.3.3 流化床式ALD原理 31 2.3.4 流化床式ALD分类 32 2.4 空间ALD 34 2.5 电化学ALD 35 2.6 多功能ALD 36 参考文献 39 3 ALD应用于表界面性能调控 44 3.1 ALD应用于微纳表界面性能调控概述 45 3.2 ALD应用于表面摩擦性能调控 47 3.2.1 调控薄膜厚度 47 3.2.2 调控薄膜微结构 55 3.2.3 调控薄膜形貌 59 3.3 ALD应用于电磁特性调控 66 3.3.1 电磁屏蔽结构的ALD制造与调控 66 3.3.2 电磁特性调控 68 3.3.3 吸波和屏蔽机理 72 3.4 ALD应用于传感噪声调控 77 3.4.1 氮化硅表面修饰和氧化铝纳米孔的ALD制造与调控 77 3.4.2 氮化硅与氧化铝纳米孔DNA分子检测 79 3.5 ALD应用于NV色心量子特性调控 81 3.5.1 NV色心简介 81 3.5.2 TiO2涂层对NV色心光学特性调控 84 3.5.3 MoS2薄膜对NV色心光学特性调控 86 参考文献 89 4 ALD应用于表面增强拉曼散射调控 94 4.1　表面增强拉曼散射（SERS）概述 95 4.2　SERS传感器热点的ALD制造与调控 100 4.2.1　SERS热点的可控制造 100 4.2.2　SERS增强机制 103 4.2.3　SERS性能分析 104 4.3　SERS传感器生物检测应用 110 4.3.1　SERS生物传感器构筑 111 4.3.2　SERS生物传感应用验证 112 参考文献 116 5 ALD应用于电化学生物传感器 119 5.1　电化学（EC）生物传感器概述 120 5.2　MoS2薄膜的ALD制造与调控 122 5.2.1　高比表面积薄膜的可控制造 122 5.2.2　传感机理 125 5.2.3　MoS2薄膜生物传感应用验证 127 5.3　MoS2纳米管的ALD制造与调控 129 5.3.1　MoS2纳米管可控制造 129 5.3.2　传感机理 134 5.3.3　MoS2纳米管生物传感应用验证 135 参考文献 138 6 ALD应用于光电化学生物传感器 139 6.1　光电化学（PEC）生物传感器概述 140 6.2　光响应纳米通道的ALD制造与调控 142 6.2.1　光响应纳米通道可控制造 143 6.2.2　光响应通道电流传输调控 145 6.2.3　光响应纳米通道生物传感器应用验证 147 6.3　Pt/MoS2纳米管的ALD制造与调控 153 6.3.1　Pt/MoS2纳米管可控制造 154 6.3.2　单原子分布催化调控 157 6.3.3　Pt/MoS2纳米管酶反应生物传感应用验证 160 6.4　MoS2/ReS2异质结的ALD制造与调控 165 6.4.1　MoS2/ReS2异质结可控制造 165 6.4.2　MoS2/ReS2异质结的PEC性能调控 174 6.4.3　MoS2/ReS2异质结生物传感应用验证 177 参考文献 187 7 ALD应用于场效应管生物传感器 191 7.1　场效应管（FET）生物传感器概述 192 7.2　ReS2-MoS2异质结纳米管的ALD制造与调控 198 7.2.1　MoS2纳米管的可控制造 198 7.2.2　ReS2-MoS2超晶格纳米管的可控制造 204 7.2.3　生物传感器构筑 205 7.2.4　ReS2-MoS2超晶格纳米管生物传感应用验证 207 7.3　SWCNTs/MoS2复合薄膜的ALD制造与调控 209 7.3.1　SWCNTs/MoS2薄膜可控制造 210 7.3.2　生物传感器构筑 211 7.3.3　SWCNTs/MoS2生物传感应用验证 214 7.4　C60/MoS2薄膜的ALD制造与调控 216 7.4.1　C60/MoS2薄膜可控制造 216 7.4.2　生物传感器构筑 220 7.4.3　C60/MoS2生物传感应用验证 222 参考文献 224