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顶栅石墨烯离子敏场效应管的表征及其初步应用

吴春艳 杜晓薇 周麟 蔡奇 金妍 唐琳 张菡阁 胡国辉 金庆辉

顶栅石墨烯离子敏场效应管的表征及其初步应用

吴春艳, 杜晓薇, 周麟, 蔡奇, 金妍, 唐琳, 张菡阁, 胡国辉, 金庆辉
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  • 传统的液栅型石墨烯场效应管虽然灵敏度高, 但是石墨烯沟道极易被污染, 致使器件的稳定性减小, 不能被重复利用. 为此, 我们设计制造了一种顶栅石墨烯离子敏场效应管, 以化学气相沉积生长的石墨烯为沟道, 通过原子层沉积在石墨烯表面沉积绝缘层HfO2/Al2O3, 其中Al2O3作为敏感膜, HfO2/Al2O3作为石墨烯及电极的保护膜. 经过一系列的电学表征和测试发现, 相较于液栅型石墨烯场效应管, 顶栅石墨烯场效应管具有更高的信噪比、更好的稳定性. 为了利用顶栅石墨烯进行生物分子的检测, 我们将单链DNA修饰在Al2O3表面, 成功检测到了修饰DNA前后的信号差异, 并结合荧光修饰的表征验证了顶栅石墨烯场效应管用于生物传感器的可行性.
      通信作者: 胡国辉, hu_guohui@126.com;jinqh@mail.sim.ac.cn ; 金庆辉, hu_guohui@126.com;jinqh@mail.sim.ac.cn
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号: 2014AA06A506)、国家自然科学基金(批准号: 61501441, 61401442)、中国科学院中德国际合作伙伴团队项目(批准号: GJHZ 1306)、上海市科委项目(批准号: 14ZR1447300, 15220721700)和上海市教委基础研究重点项目(批准号: 14ZZ095)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-09
  • 修回日期:  2016-01-12
  • 刊出日期:  2016-04-05

顶栅石墨烯离子敏场效应管的表征及其初步应用

    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号: 2014AA06A506)、国家自然科学基金(批准号: 61501441, 61401442)、中国科学院中德国际合作伙伴团队项目(批准号: GJHZ 1306)、上海市科委项目(批准号: 14ZR1447300, 15220721700)和上海市教委基础研究重点项目(批准号: 14ZZ095)资助的课题.

摘要: 传统的液栅型石墨烯场效应管虽然灵敏度高, 但是石墨烯沟道极易被污染, 致使器件的稳定性减小, 不能被重复利用. 为此, 我们设计制造了一种顶栅石墨烯离子敏场效应管, 以化学气相沉积生长的石墨烯为沟道, 通过原子层沉积在石墨烯表面沉积绝缘层HfO2/Al2O3, 其中Al2O3作为敏感膜, HfO2/Al2O3作为石墨烯及电极的保护膜. 经过一系列的电学表征和测试发现, 相较于液栅型石墨烯场效应管, 顶栅石墨烯场效应管具有更高的信噪比、更好的稳定性. 为了利用顶栅石墨烯进行生物分子的检测, 我们将单链DNA修饰在Al2O3表面, 成功检测到了修饰DNA前后的信号差异, 并结合荧光修饰的表征验证了顶栅石墨烯场效应管用于生物传感器的可行性.

English Abstract

参考文献 (26)

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