一维纳米半导体材料场效应管生物传感器制作

来源 :天津科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:leec208
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生化传感器在医疗、农业、环境保护、工业生产以及军事等领域有着非常广泛的应用需求。基于半导体纳米线/管制作的场效应生化传感器以灵敏度高、实时检测、易于集成、免标记等优点而备受关注。纳米线场效应生化传感器的核心是纳米线场效应晶体管阵列的制作,目前制作半导体纳米线/管场效应晶体管的工艺主要有“自上而下”法和“自下而上”两种,其中,“自上而下”工艺利用传统硅电子工业的现成技术,直接在绝缘层上刻蚀硅纳米线,该方法的工艺步骤复杂、制作成本高。而“自下而上”法制作场效应晶体管的方法简单,可以以较低的成本制作大量的纳米线器件。但是这类技术还处于研究阶段,制作的纳米线/管器件还无法满足应用需求。因此,本课题以一维纳米线的介电泳自组装技术为主要手段,着重研究和优化了一维纳米线/管的介电泳组装工艺在组装纳米线/纳米管晶体管过程中存在的一些问题。论文分析了一维纳米线/管的合成制备、一维纳米线/管的组装技术、纳米线场效应生化传感器的工作原理和场效应生化传感器在组装和测试过程中存在的主要问题。在此基础上,首先设计出基于场效应生化传感器阵列芯片和微流道检测系统方案。并基于介电泳组装技术,设计了介电泳组装硅纳米线、碳纳米管和氧化锌纳米线的实验方案。碳纳米管在使用介电泳方法进行组装时,其中的金属性碳纳米管受到的介电泳力高于半导体性单壁碳纳米管所受的介电泳力,因此制得的碳纳米管器件中金属性碳纳米管数量远高于金属性碳纳米管,以至于器件几乎没有表现出晶体管特性。为此我们提出一种栅压辅助介电泳的方法,即在电泳时施加栅极电压的方法来增加半导体性单壁碳纳米管在电泳时受到的介电泳力。氧化锌纳米线晶体管不仅具有开关特性,同时氧化锌纳米线晶体管也可以作为光电探测器使用,但是其光电响应特性容易受到空气中氧气分子和水分子的影响,为解决这一问题,我们提出使用光刻胶涂覆氧化锌纳米线器件以隔绝氧化锌纳米线与空气的接触的方法来增强氧化锌纳米线的光电响应特性。经过测试分析,我们使用栅压辅助介电泳方法得到的碳纳米管晶体管的开关比得到了一定的提高,最初的器件几乎没有开关特性,而使用栅压辅助介电泳方法得到的晶体管的开关特性达到了59。对于使用光刻胶改善氧化锌纳米线光电探测器的性能,氧化锌纳米线光电探测器的响应曲线回复初始值的时间从涂胶前的数百秒减少到数秒以内。
其他文献
学位
以风险理论为基础,按工程项目和元器件所属阶段对应用风险分类,构建风险预警指标体系,根据变化趋势予以预警警示,从源头降低元器件应用风险,建立复杂元器件应用风险预警系统,
复杂结构件包含大量薄壁结构,加工精度要求高。切削参数是影响复杂结构件加工质量和加工效率的重要因素。复杂结构件的加工过程包含大量加工操作,会产生一系列的中间加工状态
学位
2013年岁末,元代文坛领袖、书画大家杨维桢及三高士墓冢在松江干山的修复,令人颇为欣喜.杨维桢是一个重要的历史人物,他的墓冢发现修复,并建成一座人文遗址公园,供文人雅士凭
期刊
生活书店是解放前重要的进步文化机构.1932年7月,在邹韬奋主编的《生活》周刊社基础上成立“生活出版合作社”,对外称“生活书店”.当时正值国土沦丧、民生凋敝、民族危亡的
期刊
随着无人机和微型飞行器的发展,未来需求要求无人机能够自主、高精度、高可靠地实现任务目标,当前,无人机室内环境下的自主避障与导航技术是一个研究热点和难点问题。因此,本文提
医学影像技术一直是诊断疾病的重要手段,同样也是人类最早用于医学诊断的工程手段。短短三十年间,计算机断层成像技术有了长足的发展。常规的断层重建算法对投影数据的要求非
触觉传感技术及再现技术是近年来遥操作机器人与人机交互技术的前沿和热点,而温度触觉传感及再现技术是其中重要的研究内容。关于温度触觉感知模型及感知特性的研究对于温度
随着计算机、微电子以及信息技术的飞速发展,实时图像处理的应用越来越广泛,人们对图像处理系统的处理速度等要求也越来越高。鉴于嵌入式处理器的优良特性,选择嵌入式实时图