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生物分子膜门电极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器研究

李加东 程珺洁 苗斌 魏晓玮 张志强 黎海文 吴东岷

生物分子膜门电极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器研究

李加东, 程珺洁, 苗斌, 魏晓玮, 张志强, 黎海文, 吴东岷
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  • 设计并制作了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器,采用数值分析的方法分析了器件传感区域长度与宽度比值及待测物调控二维电子气(2DEG)距离与感测信号之间的关系,给出了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的设计依据,以不同浓度的前列腺特异性抗原(PSA)为待测物,对制作的AlGaN/GaN HEMT生物传感器进行了初步测量,测试结果表明,在50 mV的电压下,毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的对PSA的探测极限低于0.1 pg/ml.实验表明毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器具有灵敏度高,易于集成等优点,具备良好的应用前景.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61104226)、国家重大科学研究计划项目(2010CB934700)资助的课题.
    [1]

    Xue W 2012 MS. Dissertation (Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [薛伟2012 硕士学位论文(北京: 中国科学院研究生院)]

    [2]

    Zhang J C, Zheng P T, Dong Z D, Duan H T, Ni J Y, Zhang J F, Hao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3409 (in Chinese)[张进成, 郑鹏天, 董作典, 段焕涛, 倪金玉, 张金凤, 郝跃2009 物理学报58 3409]

    [3]

    Lin T H 2006 MS. Dissertation (Tainan: National Cheng Kung University) (in Chinese) [林宗翰2006 硕士学位论文(台南: 国立成功大学)]

    [4]

    Sun J D, Qin H, Lewis R A, Sun Y F, Zhang X Y, Cai Y, Wu D M, Zhang B S 2012 Appl. Phys. Lett. 100 173513

    [5]

    Sun Y F, Sun J D, Zhang X Y, Qin H, Zhang B S, Wu D M 2012 Chin. Phys. B 21 108504

    [6]

    Hu W D, Wang L, Chen X S, Guo N, Miao J S, Yu A Q, Lu W 2013 Opt. Quant Electron 45 713

    [7]

    Wang X D, Hu W D, Chen X S, Lu W 2012 IEEE Transactions on Electron Devices 59 1393

    [8]

    Xu Z, Wang J Y, Cai Y, Liu J Q, Yang Z, Li X P, Wang M J, Yu M, Xin B, Wu W G, Ma X H, Zhang J C, Hao Y 2014 IEEE Electron Device Letters 35 33

    [9]

    Kang B S, Wang H T, Lele T P, Tseng Y, Ren F, Pearton S J, Johnson J W, Rajagopal P, Roberts J C, Piner E L, Linthicum K J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 112106

    [10]

    Chen K H, Wang H W, Kang B S, Chang C Y, Wang Y L, Lele T P, Ren F, Pearton S J, Dabiran A, Osinsky A, Chow P P 2008 Sensors and Actuators B 134 386

    [11]

    Wang Y L, Chu B H, Chen K H, Chang C Y, Lele T P, Papadi G, Coleman J K, Sheppard B J, Dungen C F, Pearton, S J, Johnson J W, Rajagopal P, Roberts J C, Piner E L, Linthicum K J, Ren F 2009 Appl. Phys. Lett. 94 243901

    [12]

    Ito T, Forman S M, Cao C, Li F, Eddy C R, Mastro J M A, Holm R T, Henry R L, Hohn K L, Edgar J H 2008 Langmuir 24 6630

    [13]

    Schwarz S U, Linkohr S, Lorenz P, Krischok S, Nakamura T, Cimalla V, Nebel C E, and Ambacher O 2011 Phys. Status Solidi A 208 1626

    [14]

    Thapa R, Alur S, Kim K, Tong F, Sharma Y, Kim M, Ahyi C, Dai J, Hong J W, Bozack M, Williams J, Son A, Dabiran A, Park M 2012 Appl. Phys. Lett. 100 232109

    [15]

    Xue W, Li J D, Xie J, Wu D M. 2012 Micronanoelectronic Technology 7 425 (in Chinese) [薛伟, 李加东, 谢杰, 吴东岷2012 微纳电子技术7 425]

    [16]

    Neamen D A (translated by Zhao Y Q, Yao S Y, Xie X D et al) 2007 Semiconductor Physics and Devices (Vol. 3) (Beijing: Electronics Industry Press) pp110–113 (in Chinese) [尼曼著(赵毅强, 姚素英、解晓东等译), 2007 半导体器件与物理(第三版), (北京: 电子工业出版社) 第 423-424 页]

  • [1]

    Xue W 2012 MS. Dissertation (Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [薛伟2012 硕士学位论文(北京: 中国科学院研究生院)]

    [2]

    Zhang J C, Zheng P T, Dong Z D, Duan H T, Ni J Y, Zhang J F, Hao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3409 (in Chinese)[张进成, 郑鹏天, 董作典, 段焕涛, 倪金玉, 张金凤, 郝跃2009 物理学报58 3409]

    [3]

    Lin T H 2006 MS. Dissertation (Tainan: National Cheng Kung University) (in Chinese) [林宗翰2006 硕士学位论文(台南: 国立成功大学)]

    [4]

    Sun J D, Qin H, Lewis R A, Sun Y F, Zhang X Y, Cai Y, Wu D M, Zhang B S 2012 Appl. Phys. Lett. 100 173513

    [5]

    Sun Y F, Sun J D, Zhang X Y, Qin H, Zhang B S, Wu D M 2012 Chin. Phys. B 21 108504

    [6]

    Hu W D, Wang L, Chen X S, Guo N, Miao J S, Yu A Q, Lu W 2013 Opt. Quant Electron 45 713

    [7]

    Wang X D, Hu W D, Chen X S, Lu W 2012 IEEE Transactions on Electron Devices 59 1393

    [8]

    Xu Z, Wang J Y, Cai Y, Liu J Q, Yang Z, Li X P, Wang M J, Yu M, Xin B, Wu W G, Ma X H, Zhang J C, Hao Y 2014 IEEE Electron Device Letters 35 33

    [9]

    Kang B S, Wang H T, Lele T P, Tseng Y, Ren F, Pearton S J, Johnson J W, Rajagopal P, Roberts J C, Piner E L, Linthicum K J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 112106

    [10]

    Chen K H, Wang H W, Kang B S, Chang C Y, Wang Y L, Lele T P, Ren F, Pearton S J, Dabiran A, Osinsky A, Chow P P 2008 Sensors and Actuators B 134 386

    [11]

    Wang Y L, Chu B H, Chen K H, Chang C Y, Lele T P, Papadi G, Coleman J K, Sheppard B J, Dungen C F, Pearton, S J, Johnson J W, Rajagopal P, Roberts J C, Piner E L, Linthicum K J, Ren F 2009 Appl. Phys. Lett. 94 243901

    [12]

    Ito T, Forman S M, Cao C, Li F, Eddy C R, Mastro J M A, Holm R T, Henry R L, Hohn K L, Edgar J H 2008 Langmuir 24 6630

    [13]

    Schwarz S U, Linkohr S, Lorenz P, Krischok S, Nakamura T, Cimalla V, Nebel C E, and Ambacher O 2011 Phys. Status Solidi A 208 1626

    [14]

    Thapa R, Alur S, Kim K, Tong F, Sharma Y, Kim M, Ahyi C, Dai J, Hong J W, Bozack M, Williams J, Son A, Dabiran A, Park M 2012 Appl. Phys. Lett. 100 232109

    [15]

    Xue W, Li J D, Xie J, Wu D M. 2012 Micronanoelectronic Technology 7 425 (in Chinese) [薛伟, 李加东, 谢杰, 吴东岷2012 微纳电子技术7 425]

    [16]

    Neamen D A (translated by Zhao Y Q, Yao S Y, Xie X D et al) 2007 Semiconductor Physics and Devices (Vol. 3) (Beijing: Electronics Industry Press) pp110–113 (in Chinese) [尼曼著(赵毅强, 姚素英、解晓东等译), 2007 半导体器件与物理(第三版), (北京: 电子工业出版社) 第 423-424 页]

  • [1] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [2] 李闯, 李伟伟, 蔡理, 谢丹, 刘保军, 向兰, 杨晓阔, 董丹娜, 刘嘉豪, 陈亚博. 基于银纳米线电极-rGO敏感材料的柔性NO2气体传感器. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191390
    [3] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [4] 张梦, 姚若河, 刘玉荣. 纳米尺度金属-氧化物半导体场效应晶体管沟道热噪声模型. 物理学报, 2020, 69(5): 057101. doi: 10.7498/aps.69.20191512
    [5] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [6] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
    [7] 张雅男, 詹楠, 邓玲玲, 陈淑芬. 利用银纳米立方增强效率的多层溶液加工白光有机发光二极管. 物理学报, 2020, 69(4): 047801. doi: 10.7498/aps.69.20191526
    [8] 罗端, 惠丹丹, 温文龙, 李立立, 辛丽伟, 钟梓源, 吉超, 陈萍, 何凯, 王兴, 田进寿. 超紧凑型飞秒电子衍射仪的设计. 物理学报, 2020, 69(5): 052901. doi: 10.7498/aps.69.20191157
    [9] 方文玉, 张鹏程, 赵军, 康文斌. H, F修饰单层GeTe的电子结构与光催化性质. 物理学报, 2020, 69(5): 056301. doi: 10.7498/aps.69.20191391
    [10] 张继业, 张建伟, 曾玉刚, 张俊, 宁永强, 张星, 秦莉, 刘云, 王立军. 高功率垂直外腔面发射半导体激光器增益设计及制备. 物理学报, 2020, 69(5): 054204. doi: 10.7498/aps.69.20191787
    [11] 赵珊珊, 贺丽, 余增强. 偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200025
    [12] 赵建宁, 刘冬欢, 魏东, 尚新春. 考虑界面接触热阻的一维复合结构的热整流机理. 物理学报, 2020, 69(5): 056501. doi: 10.7498/aps.69.20191409
    [13] 吴美梅, 张超, 张灿, 孙倩倩, 刘玫. 三维金字塔立体复合基底表面增强拉曼散射特性. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191636
    [14] 庄志本, 李军, 刘静漪, 陈世强. 基于新的五维多环多翼超混沌系统的图像加密算法. 物理学报, 2020, 69(4): 040502. doi: 10.7498/aps.69.20191342
    [15] 周峰, 蔡宇, 邹德峰, 胡丁桐, 张亚静, 宋有建, 胡明列. 钛宝石飞秒激光器中孤子分子的内部动态探测. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191989
    [16] 王瑜浩, 武保剑, 郭飚, 文峰, 邱昆. 基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191858
    [17] 张战刚, 雷志锋, 童腾, 李晓辉, 王松林, 梁天骄, 习凯, 彭超, 何玉娟, 黄云, 恩云飞. 14 nm FinFET和65 nm平面工艺静态随机存取存储器中子单粒子翻转对比. 物理学报, 2020, 69(5): 056101. doi: 10.7498/aps.69.20191209
    [18] 沈永青, 张志强, 廖斌, 吴先映, 张旭, 华青松, 鲍曼雨. 高功率脉冲磁控溅射技术制备掺氮类金刚石薄膜的磨蚀性能研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200021
  • 引用本文:
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计量
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-08
  • 修回日期:  2014-03-18
  • 刊出日期:  2014-04-05

生物分子膜门电极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器研究

  • 1. 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 国际实验室, 苏州 215123;
  • 2. 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 纳米器件与应用重点实验室, 苏州 215123;
  • 3. 中国科学院合肥物质科学研究院, 合肥 230031;
  • 4. 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 医用微纳技术研究室, 苏州 215163
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61104226)、国家重大科学研究计划项目(2010CB934700)资助的课题.

摘要: 设计并制作了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器,采用数值分析的方法分析了器件传感区域长度与宽度比值及待测物调控二维电子气(2DEG)距离与感测信号之间的关系,给出了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的设计依据,以不同浓度的前列腺特异性抗原(PSA)为待测物,对制作的AlGaN/GaN HEMT生物传感器进行了初步测量,测试结果表明,在50 mV的电压下,毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的对PSA的探测极限低于0.1 pg/ml.实验表明毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器具有灵敏度高,易于集成等优点,具备良好的应用前景.

English Abstract

参考文献 (16)

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