Utilizzo di microleve in silicio per applicazioni biosensoristiche

Introduzione 
Università degli Studi di Genova     -     Facoltà di Ingegneria     -     D.I.B.E. 
 
I 
INTRODUZIONE 
 
Una proprietà di notevole interesse, tra quelle della superficie di un solido, è lo 
stress superficiale, in quanto esso permette di caratterizzare i fenomeni e le 
interazioni che avvengono tra la superficie ed il mezzo in cui il solido si trova. 
Lo stress superficiale è una componente dell'energia superficiale dei materiali. 
Esistono principalmente due componenti dell'energia superficiale: quella 
plastica (il materiale mantiene la stessa distanza atomica, quindi l'aumento o la 
riduzione della superficie è dovuta rispettivamente all'aumento o alla riduzione 
del numero d’atomi) e quella elastica. Per piccole alterazioni, nei solidi, lo stress 
è una deformazione puramente elastica. 
Esistono diversi metodi per misurare l'energia superficiale in modo accurato, pur 
essendo comunque difficile per i solidi quantificare esattamente lo stress 
superficiale. Infatti, molti metodi presentano alcuni svantaggi, per esempio 
richiedono soluzioni tecniche assai complesse, non possono essere usati per 
monitorare le variazioni dell'energia superficiale, sono semi - empirici o, ancora, 
si possono utilizzare solo per specifiche applicazioni. 
Negli ultimi anni si sono iniziate ad esplorare le possibilità offerte dall’utilizzo 
di leve microfabbricate di silicio, normalmente usate nella microscopia a forza 
atomica, come microsensori basati sulla misura di stress superficiale. 
Il microscopio a forza atomica (AFM) ideato da Binning, Quate e Gerber nel 
1986, appartiene ad una classe di strumenti che studiano le interazioni tra il 
campione in esame ed una sonda, attraverso la rilevazione di forze superficiali. 
Per un AFM il sensore è costituito, come detto, da una microleva in nitruro di 
silicio di dimensioni dell’ordine dei 100 Πm * 20 Πm, con uno spessore 
dell’ordine di 1 Πm. All'estremità di un lato della leva viene microfabbricata 
(durante il processo produttivo della leva stessa) una punta, di dimensioni