Project R-1313

Fabricatie van nanokrystallijne diamantfilms voor akoestische instrumenten voor bio applicaties. (Onderzoek)

In de laatste 5 jaar wordt er binnen het diamantonderzoek veel aandacht besteed aan de groei en de karakterisering van (ultra-)nanokristallijne diamantfilms. Ondanks het feit dat deze films typisch dunner worden gehouden dan 1um en opgebouwd zijn uit korrels die tussen 5nm en enkele 100 nanometers groot zijn, zijn er vele toepassingsmogelijkheden. De wetenschappelijke literatuur vermeldt voorbeelden voor het gebruik in nano/micro-elekromechanische systemen (N/MEMS), electrochemische elektrodes, als stabiel biologische platform, etc. Dit projectvoorstel focust zich op het gebruik van verschillende eigenschappen van nanokristallijne diamantfilms voor de toepassing in akoestische applicaties. Akoestische golven zijn zeer gevoelig voor kleine storingen wat ervoor zorgt dat toepassingen gebaseerd op de voortplanting van deze golven veelbelovend zijn als sensor voor de detectie van allerhande (bio-) moleculen. Ondanks het feit dat diamant op zich geen piëzo-elektrisch materiaal is, kan diamant owv zijn extreme mechanische eigenschappen een belangrijke rol spelen bij het verbeteren van de huidige generatie van sensoren. Daarenboven vormen de chemische resistentie, de biocompatibiliteit en het feit dat het diamant het meeste stabiele oppervlak bezit wanneer het gefunctionaliseerd is met (bio-)moleculen, extra troeven. In dit voorstel zullen twee principes gevolgd worden, nl. "diamant op piëzo-elektrisch materiaal" en "piëzo-elektrisch materiaal op diamant". Meer specifiek zullen drie verschillende applicaties op basis van nanokristallijn diamant onderzocht worden: een piëzo-elektrische bimorfe cantilever, een "flexural plate wave device" en een "thickness shear mode resonator". Het doel is het fabriceren van deze applicaties en ze optimaliseren om tot een superieure gevoeligheid te komen in vergelijking met de huidige verkrijgbare devices. Uiteindelijk zal het gebruik als biosensor worden nagegaan in samenwerking met andere groepen binnen en buiten IMO. De expertise die opgedaan wordt binnen dit project moet leiden tot gevoelige, betrouwbare devices die nieuwe toepassingen met zich meebrengen, maar die ook toelaten om fundamenteel onderzoek te doen naar bijvoorbeeld heterostructuren die gevormd worden door de koppeling van (bio-) moleculen met het diamantoppervlak.

01 januari 2008 - 31 december 2013