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多孔硅薄膜是一种海绵状的有着巨大比表面积的多孔材料。鉴于这种材料同时具有造价低廉、生物兼容性好并且能和现有集成电路工艺完全兼容等特点，多孔硅从20世纪90年代以来作为一种优质的传感器材料受到人们广泛的关注。本文主要对多孔硅的制备工艺进行改进，在此基础上就基于SOI多孔硅光学生物传感器的结构设计、生物检测实验技术进行了系统、深入的研究。同时对多孔硅复合光致发光材料的制备工艺、结构表征、光致发光特性及其机理进行了系统的研究。主要研究内容和结论包括：（1）多孔硅的制备工艺改进:研究了导电液浓度对多孔硅形貌的影响，发现在双槽腐蚀时，其他参数不变的条件下导电液浓度的恰当选择有利于得到更为理想的多孔硅；通过对传统的双槽腐蚀装置改进，使得我们可以采用电化学方法在绝缘体上硅（SOI）上制备多层多孔硅。（2）对化学气相沉积方法制备得到的ZnS/ZnO/PS复合体系材料的形貌、结构和光致发光特性进行了研究。实验发现ZnS/ZnO/PS复合体系材料呈现出较强的绿光发射，结合EDS、SEM、PL测试结果，发现复合体系中ZnS/ZnO有团聚现象，通过分析我们认为复合体系的绿光发射源自ZnO的深层缺陷、ZnS的俘获态发射以及缺陷中心共同作用的结果；对利用甩胶涂布方法制备得到的共轭有机聚合物PFP/PS复合膜的光致发光特性和I-V曲线进行了研究，实验发现PFP/PS复合膜具有稳定的有机材料发光特性，这种性质不同于普通二极管的整流特性。结合SEM和FTIR测试结果，分析认为共轭有机聚合物的嵌入会导致多孔硅自身发光的淬灭，从而突出了有机聚合物的发光。采用匀胶-凝胶法在多孔硅衬底上生长出的纳米氧化铝薄膜，制备的a-Al2O3纳米薄膜性能具有很好的光致发光效应，进而间接地证明了其热电子效应的存在。（3）多孔硅的Raman信号分析：采用拉曼光谱法分析了功能化前后多孔硅拉曼光谱强度和峰位的变化，发现氧化后拉曼散射强度变弱，一些硅氢键的特征峰消失了。分析认为氧化造成纳米晶体硅颗粒尺寸变大，多孔硅的孔壁由于覆盖了一层氧化硅从而影响了拉曼散射光谱的强度。对比采用双氧水的湿氧氧化，高温氧化的更彻底，在生物检测的应用中也更有利。（4）实验研究了基于一维多孔硅光子晶体的光学免疫检测技术：实验研究了基于SOI多孔硅单层和多层多孔硅的光学免疫检测技术，包括多孔硅Bragg反射镜和多孔硅微腔光子晶体等一维多孔硅光子晶体结构，结合SEM、FTIR测试，成功地在SOI多孔硅的孔洞中固定了抗体及抗原生物分子，并定量分析了检测灵敏度和检测极限。这对拓展多孔硅光子晶体生物传感器件的设计与制备具有一定的指导意义。