[发明专利]一种利用光调控硅纳米线传感器灵敏度的装置及方法

说明书

本发明提供一种利用光调控硅纳米线传感器灵敏度的装置及方法，所述装置包括用于输出测试目标物的敏感信号，并将敏感信号转换为电信号的硅纳米线传感器，用于为硅纳米线传感器提供预设光照强度的光源；用于调节预设光照强度的光功率调节器以及进行信号处理和反馈的信号处理器。该装置通过在硅纳米线传感器的顶端设置功率可调光源，改变其周围的光照条件，从而实现调控其灵敏度的功能。该方法利用硅纳米线传感器在不同的光照强度下具有不同的响应灵敏度，通过设定合适的光照条件来调控传感器的灵敏度。本发明结构简单，操作方便，对器件没有损伤，可以实现对硅纳米线传感器灵敏度的便捷、有效调控。

技术领域

本发明涉及传感器灵敏度控制技术领域，具体涉及一种利用光调控硅纳米线传感器灵敏度的装置及方法。

背景技术

在过去的十年里，硅纳米线因为在众多领域的广泛应用前景受到了极大的关注。其中在生物传感器方面的研究进展最为巨大。硅纳米线传感器之所以在生物检测领域存在着巨大的应用前景，是因为其超高的灵敏度。而硅纳米线传感器的这种超高灵敏度主要来源于其巨大的比表面积。与体材料相比，大的比表面积使得硅纳米线的表面电势的改变对整体电导率的影响不仅不能忽略，甚至成为主导因素。因此增大硅纳米线的比表面积是提高灵敏度的有效手段。除了增大硅纳米线的比表面积以外，研究人员还给出了其他调控灵敏度的方法，比如选择合适的缓冲液浓度等。

而通过改变硅纳米线传感器周围的光照强度来调节硅纳米线传感器灵敏度的方法，目前为止还没有被提出，本申请中，我们创造性的提出了通过改变硅纳米线周围的光照强度来调节纳米线传感器灵敏度的方法。

发明内容

鉴于现有技术的缺点，本发明提供一种利用光调控硅纳米线传感器灵敏度的装置，所述装置包括：

硅纳米线传感器，用于输出测试目标物的敏感信号，并将所述敏感信号转换为电信号；

光源，用于为所述硅纳米线传感器提供预设光照强度；

光功率调节器，用于基于光照强度值和光功率值之间的映射关系，调节所述预设光照强度；

信号处理器，用于接收所述电信号后对接收的电信号进行处理运算，基于处理运算结果向所述光功率调节器传输反馈信号。

进一步的，所述光源上设置有光照强度设定件，用于设定所述预设光照强度。

进一步的，所述光源的输出光功率可调。

进一步的，本发明还提供了一种利用光调控硅纳米线传感器灵敏度的方法，所述方法通过上述所述的装置实现，所述方法包括：

检测预设光功率下所述硅纳米线传感器的输出电流值I；

获取所述硅纳米线传感器的光响应曲线，其中，所述光响应曲线的横坐标为预设光功率，所述光响应曲线的纵坐标所检测的所述硅纳米线传感器的输出电流；

确定目标灵敏度值所对应的目标功率值；

基于光照强度值与光功率值之间的映射关系，调节所述光源的光照强度至所述目标功率值所对应的光照强度值。

进一步的，所述获取所述硅纳米线传感器的光响应曲线包括：

基于所述输出电流值和所述预设光功率绘制散点图，其中，所述散点图的横坐标为预设光功率，所述散点图的纵坐标为所检测的所述硅纳米线传感器的输出电流；

对所述散点图进行拟合，获取所述硅纳米线传感器的光响应曲线。

在一种可实施的方案中，所述目标灵敏度值为目标点在所述光响应曲线上对应目标点处的切线斜率值。

进一步的，所述检测预设光功率下所述硅纳米线传感器的输出电流值I之前，所述方法还包括：