Anodik alüminyum oksit ince filmler üzerinde yüzey plazmon rezonans spektroskopisi kullanılarak spesifik biyolojik etkileşimlerin araştırılması

Yüzey Plazmon Rezonans (YPR) spektroskopisi, biyoloji, biyokimya ve tıp bilimleri alanlarındaki etiketsiz, gerçek zamanlı ve noninvaziv özellikleri nedeniyle olağanüstü optik biyo-algılama aracı olarak kullanılmaktadır. Kinetik, afinite, bir etkileşimin özgüllüğü ve ilgilenilen bir örnekte bulunan seçilmiş moleküllerin konsantrasyonları gibi sorular YPR tarafından cevaplanabilmektedir. Anodik alüminyum oksit (AAO) ince filmlerin yüksek porozite, kontrol edilebilir por çapı ve kalınlığı, artırılmış yüzey alanı-hacim oranı, termal ve kimyasal kararlılığa sahip olması, biyouyumlu olması sebebiyle gaz sensörü, güneş pilleri gibi sektörlerin yanı sıra ilaç salınımı, biyosensör ve biyomedikal alanlardaki kullanımı artmıştır. Litografi, maskeleme ve kalıp olarak kullanılarak nanoboyutta malzeme üretiminde kullanılan AAO ince filmlerin kendisi de optik biyosensör alanında YPR spektroskopisinde de sıklıkla kullanılmaktadır. YPR sistemine eklenen AAO ince filmlerin optik dalga kılavuzu olarak davranması ile yüzey plazmonuna ek olarak farklı modların elde edilmesi sağlanmaktadır. Literatürde iki aşamalı anodizasyon ile üretilen, voltaj azaltma yöntemi ile elde edilmiş serbest duran AAO filmlerin direkt olarak üretilip yüzey plazmon rezonans spektroskopisinde kullanımının olmadığı gözlemlenmiştir. Tez çalışmasında, öncelikle laboratuvar koşullarında üretimi gerçekleştirilen AAO ince filmlerin kalınlık ve porozite değerlerine göre elde edilmesi beklenen modlar Winspall 3.02 simülasyon programı kullanılarak tespit edilmiştir. Ardından iki aşamalı anodizasyon ile serbest duran AAO ince filmlerin kalınlık optimizasyonu çalışmaları yapılmıştır. Farklı derişimlerde H3PO4 ve NaOH çözeltileri kullanılarak, farklı sürelerde kimyasal aşındırma yöntemleri denenmiştir. Filmlerin aşındırma sırasında bir yüzeyinin korunması için polikarbonat ile kaplanma ve kenarlarından cam yüzey üzerine bantlanması gibi farklı metotlar denenmiştir. Ayrıca yağ-asit arayüzeyinde kimyasal aşındırma işlemleri yapılmıştır. Aşındırma yöntemleri ile homojen film kalınlığının elde edilememesi üzerine ikinci anodizasyon süresi azaltılarak filmlerin inceltilmesi sağlanmıştır. Dört farklı anodizasyon süresi denenmiş ve serbest duran 1,5 mikrometre kalınlığındaki AAO ince filmlerin üretimi yapılmıştır. Por yapısı ve kalınlıkları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Porozite değerleri belirlenen AAO filmlerin efektif dielektrik sabitleri Maxwell-Garnett formülü kullanılarak hesaplanmıştır. YPR spektroskopisinde Kretschmann konfigürasyonu kullanılmıştır. Saçtırma yöntemi ile altın kaplanan yüksek kırılma indisli camlar ile AAO ince filmlerin birleştirilmesi ile alınan spektroskopi sonucundaki verilerden kalınlık ve dielektrik sabiti analizleri Winspall programı ile yapılmıştır. Kalınlıkların SEM sonucunda elde edilen veriler ile örtüştüğü gösterilmiştir.