מאמר שיטה

ייצור טרנזיסטור מקשה אחת מבוסס תחמוצת אינדיום-בדיל, המאפשר חישה ביולוגית רגישה

DOI:

10.3791/68755

⸱

29 באוגוסט 2025

 , 
1Department of Materials Engineering, School of Engineering, The University of Tokyo

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר ייצור של טרנזיסטור אפקט שדה רגיש ליונים (ISFET) מבוסס אינדיום-תחמוצת בדיל (ITO), שניתן לבנות כחיישן FET מגודר תמיסה (למשל, חיישן pH) בתהליך קצר ופשוט (כחצי יום). ניתן ליישם ITO-ISFET מקשה אחת זו גם על חישה ביולוגית.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שיטה פשוטה ומהירה לייצור טרנזיסטור אפקט שדה רגיש ליונים (ISFET) (ITO-ISFET) מבוסס תמיסה מקשה אחת עבור חישה ביולוגית מוצגת בדוח זה. למרות ש-ITO הוא תחמוצת מוליכה, הוא מציג תכונות מוליכות למחצה בעובי שכבת דלדול של כ-20 ננומטר או פחות, מה שהופך אותו למתאים כתעלה של ISFET מגודר תמיסה רגיש ל-pH. באופן ספציפי, על ידי תחריט החלק האמצעי של סרט דק יחיד מוליך ITO עם תמיסה חומצית כדי להפוך אותו לדק במיוחד, ניתן לייצר ITO-ISFET מקשה אחת עם תעלה מוליכה למחצה. המקור, אלקטרודות הניקוז והתעלה משולבים במלואם ללא כל ממשקים. לאחר מכן, משטח תעלת ה-ITO ספוג בתמיסות מדגם עם אלקטרודת ייחוס, המאפשרת לו לתפקד כ-ISFET מגודר תמיסה. לפיכך, ניתן לייצר את ה-ITO-ISFET מקשה אחת בפשטות ובמהירות באמצעות התזה בלבד ואחריה תחריט בטכניקת פוטוליתוגרפיה, כאשר פתרון הדגימה משמש בנוחות כשער.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

טרנזיסטור אפקט שדה רגיש ליונים מגודר (ISFET) הוצע לזיהוי יונים בסביבות ביולוגיות1. בהתקן זה, תמיסת אלקטרוליט משרה את פוטנציאל הממשק בין התמיסה למבודד השער במקום שער מתכת בטרנזיסטור מתכת-תחמוצת-מוליך-למחצה (MOS), למרות שחיוני להשתמש באלקטרודת ייחוס בתמיסה. מבודד שער מורכב בעיקר מממברנות תחמוצת או ניטריד כגון Ta2O5, Al2O3, SiO2 ו-Si3N4; לכן, קבוצות הידרוקסיל על פני התחמוצת או הניטריד בתמיסה מגיעות למצב שיווי משקל עם יוני מימן באמצעות פרוטונציה (−OH + H+figure-introduction-1−OH2+) ודפרוטונציה (−OH −Ofigure-introduction-2- + H+) מכיוון שהשינוי ב-pH מתגלה מהשינוי במטען פני השטח על בסיס עקרון אפקט השדה 2,3 (איור משלים 1). זו הסיבה שחיישן ה-ISFET המקורי עדיין משמש כחיישן pH. לחיישני ISFET כאלה יש בעיקר מצע סיליקון, אך לאחרונה הוחלו חומרים מוליכים למחצה שונים על חיישני ISFET רגישים ל-pH, הדורשים כיסוי של מבודד השער או משטח התעלה במגע עם תמיסת האלקטרוליטים על ידי קבוצות פונקציונליות כגון קבוצות הידרוקסי, קבוצות קרבוקסי וקבוצות אמינו 4,5,6,7,8,9.

ISFET מגודר תמיסה כזה, שמבודד השער או משטח התעלה שלו שונה עם קולטנים פעילים ביולוגית או כימית, יושם על חיישנים ביולוגיים ניידים, שניתן לבנות במכשירים אלקטרוניים מסוימים 10,11,12. שער (ערוץ) זה המצמד ביולוגית FET, המכונה לעתים קרובות bio-FET, חייב לממש חישה ביולוגית כמותית וסלקטיבית על ידי זיהוי מטענים של ביומולקולות או יונים הכלולים בנוזלי הגוף. בנוסף, נעשה שימוש לאחרונה בחומרים שונים בעלי מימדים נמוכים כדי לשפר את הרגישות של ביו-FETs, כגון MoS2, WSe213,14, גרפן 15,16 וננו-חוטי Si17,18. עם זאת, המורכבות הקשורה לתהליכי המבנה והייצור עיכבה את השימוש הנרחב בביו-FET בממדים נמוכים מכיוון שהם בדרך כלל דורשים חומרים שונים עבור התעלה, אלקטרודות מקור/ניקוז וסרט בידוד שער.

עבודתנו הקודמת גילתה כי יריעה מקשה אחת של תחמוצת פח אינדיום (ITO) יכולה לעבוד כביו-FET דו-ממדי (2D) על בסיס העובדה ש-ITO, שהוא תחמוצת מוליכה, הופך למוליך למחצה כאשר עוביו קטן עד ~20 ננומטר 19,20,21,22. על ידי תחריט החלק האמצעי של סרט דק יחיד מוליך ITO עם תמיסה חומצית כדי להפוך אותו לדק במיוחד, המאפשר ייצור של ITO מקשה אחת עם תעלה מוליכה למחצה, ניתן לשלב באופן מלא את אלקטרודות המקור והניקוז והתעלה ללא כל ממשק21,22. לאחר מכן, משטח תעלת ה-ITO ספוג בתמיסות מדגם עם אלקטרודת ייחוס, ובכך מתפקד כ-ITO-ISFET מגודר בתמיסה. ה-ITO-ISFET מקשה אחת מגודר בתמיסה מציג שיפוע תת-סף תלול יותר (SS), המיוחס בעיקר למגע ישיר של פני השטח של תעלת ITO עם תמיסת מדגם, בהשוואה ל-ISFET קונבנציונאלי מבוסס סיליקון מגודר תמיסה (איור משלים 1B). המשמעות היא שקיבול חשמלי דו-שכבתי גדול יחסית בממשק הערוץ/פתרון ITO פועל כגורם דומיננטי הקובע את SS 19,20,21,22. יתר על כן, ה-ITO-ISFET מגדיר תמיסה מראה תגובת pH בהתאם לקשר תרמודינמי כימי (כלומר, משוואת נרנסט)4,19,21. למשטח תעלת ה-ITO, הנמצא במגע עם תמיסה מימית, יש בנוחות קבוצות הידרוקסי השומרות על מצב שיווי משקל עם יוני מימן עם מטענים חיוביים, בהתאם ל-pH, באותו אופן כמו ממברנות תחמוצת או ניטריד אחרות 2,3. יתר על כן, על ידי פונקציונליזציה של ITO-ISFET מקשה אחת, ניתן היה לזהות ביומולקולות כגון נגיפים ומולקולות DNA20,22.

מאמר זה מתאר דרך פשוטה ומהירה לייצר ITO-ISFET מקשה אחת עם תמיסה עבור חישה ביולוגית. בפרט, פשוט משתמשים בתהליכי פוטוליתוגרפיה ותחריט לייצור, ואז מוסיפים תמיסת אלקטרוליטים למשטח תעלת ITO עם אלקטרודת ייחוס; כלומר, תמיסה לדוגמה משמשת כאלקטרודת שער תמיסה. לכן, ה-ITO-ISFET מקשה אחת מגודר בתמיסה פועל כחיישן pH המתקבל בתהליך הייצור שנמשך חצי יום בלבד.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.

1. ייצור ITO-ISFET מקשה אחת (איור 1A)

  1. דפוס של OFPR-800
    1. שטפו את מצע הזכוכית (12 מ"מ × 24 מ"מ) על ידי סוניקציה באצטון, מתנול ומים למשך 5 דקות כל אחד. לאחר מכן, יבש את המצע עם מפוח גז N2 ולאחר מכן אפה אותו ב-110 מעלות צלזיוס על פלטה חמה למשך יותר מ-5 דקות כדי לייבש את המצע לחלוטין.
    2. סובב את מצע הזכוכית בשכבת OFPR-800 ב-500 סל"ד למשך 5 שניות ו-3000 סל"ד למשך 30 שניות. בדוק אם יש אחידות של הציפוי.
    3. אופים מראש את המצע בחום של 110 מעלות צלזיוס על צלחת חמה למשך 5 דקות. לאחר מכן, מצננים את המצע לטמפרטורת החדר.
    4. הניחו את סרט הפוטו-מסיכה על הצד המצופה בפוטו-רזיסט של המצע וקבעו אותו עם סרט דבק (איור משלים 2A).
    5. חשוף את המצע ל-UV (200 W) למשך 40 שניות במכונת פוטוליתוגרפיה.
      הערה: זמן החשיפה תלוי בציוד המשמש ומבוסס על המינון הנדרש של פוטו-רזיסט.
    6. הוצא את המצע ממכונת הפוטוליתוגרפיה והסר את מסכת הצילום.
    7. פתח את הפוטו-רזיסט ב-NMD-3 למשך דקה אחת וודא שהפוטו-רזיסט יוצר דפוס חד. לאחר מכן, שטפו את המצע על ידי טבילתו במים.
    8. יבש את המצע על ידי ניפוח גז N2 . לאחר מכן, אופים את המצע לאחר מכן על פלטה בחום של 110 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות.
  2. תצהיר ITO
    1. תקן את המצע על מחזיק מצע בעזרת סרט והכניס אותו לתא הוואקום של מכונת מקרטעת.
    2. שאבו את תא המקרטע מתחת ל 10-3 אבא.
    3. הפקדת ITO (ב-2O3 90 wt% ו-SnO2 10 wt%) לעובי של ~100 ננומטר על ידי התזת תדר רדיו ב-4 ננומטר/דקה תחת גז Ar (0.2 Pa) ללא חימום.
  3. דפוס של SU-8 (איור 1B)
    1. הרם את הפוטו-רזיסט על ידי סוניקציה באצטון, מתנול ומים למשך 5 דקות כל אחד. ודא שלא יישארו שברים קטנים של ITO על המצעים. אם הזיהום נראה חמור, נגב עם מגב נקי ואז נקה שוב את המצע באמצעות סוניקציה.
    2. פוצצו את המצע בעזרת מפוח גז N2 . לאחר מכן, אופים את המצע בחום של 110 מעלות צלזיוס על פלטה חמה לייבוש מלא של המצע.
    3. ציפוי מצע הזכוכית בשכבת SU-8 3005 ב-500 סל"ד למשך 5 שניות ו-6000 סל"ד למשך 30 שניות. בדוק אם יש אחידות של הציפוי.
    4. אופים מראש את המצע בחום של 95 מעלות צלזיוס על פלטה חמה למשך 5 דקות ולאחר מכן מקררים את המצע לטמפרטורת החדר.
    5. הניחו את סרט הפוטו-מסכה על המצע המצופה בפוטו-רזיסט וקבעו אותו עם סרט דבק (איור משלים 2B).
    6. חשוף את המצע ל-UV (200 W) למשך 7 שניות. לאחר מכן, הוצא את המצע ממכונת הפוטוליתוגרפיה והסר את מסכת הצילום.
    7. אופים את המצע לאחר בחום של 65 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות ו-95 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות.
    8. פתח את הפוטו-רזיסט במפתח SU-8 למשך 3 דקות תחת תסיסה חזקה. לאחר מכן, שטפו את המצע ב -2 פרופנול למשך דקה. ודא שהפוטו-רזיסט מפותח במלואו.
    9. יבש את המצע על ידי ניפוח גז N2 .
  4. היווצרות תעלת ITO מוליכה למחצה על ידי תחריט (איור 1C)
    1. הכן 0.1 M חומצה הידרוכלורית (HCl).
    2. חבר את אלקטרודות המקור והניקוז, כפי שמוצג באיור 1B, למנתח פרמטרים של מוליכים למחצה.
    3. בחר בכרטיסיה בדיקה קלאסית ולאחר מכן בחר דגימת קלט/וי-טי.
    4. הגדר מרווח דגימה ל-0.5 שניות.
    5. הפעל מתח של 1 וולט בין אלקטרודות המקור לניקוז וקבע את הזרם ההתחלתי (IDS0).
    6. הנח טיפה מתמיסת ה-HCl המוכנה (30 מיקרוליטר) על אזור תעלת ה-ITO החשוף. ודא שהטיפה מכסה במלואה את אזור התעלה.
    7. עקוב אחר השינוי במוליכות על ידי ניטור הזרם בין אלקטרודות המקור לניקוז. המשך בתחריט עד שהזרם יורד ל-10% מההתחלה IDS0.
    8. שטפו מיד את תעלת ה-ITO במים נטולי יונים כדי לעצור את התחריט ברגע שיחס זרם התחריט מגיע ל-10% מה-IDS0 הראשוני כדי לשלוט בעובי תעלת ה-ITO (~10-20 ננומטר). זה נחשב לטרנזיסטור מקשה אחת ללא ממשקים בין אלקטרודות המקור, הערוץ והניקוז.
    9. נשפו בעדינות גז N2 כדי לייבש את הטרנזיסטור מקשה אחת באמצעות מפוח גז N2 .
    10. אחסן את המכשירים במייבש ואקום עד למדידה.

2. מדידות חשמליות של ITO-ISFET מקשה אחת

  1. הקמת מערכת המדידה החשמלית
    1. חבר את אלקטרודות המקור והניקוז של הטרנזיסטור מקשה אחת למנתח הפרמטרים של המוליכים למחצה באמצעות מתקן בדיקה.
    2. הנח טבעת O מסיליקון סביב משטח תעלת ITO כבאר לתוכה מונחת דגימה.
    3. הוסף 30 מיקרוליטר של מאגר פוספט (PB, pH 7.41) או תמיסות חיץ pH סטנדרטיות אחרות (pHs 4.01, 6.86, 7.41 ו-9.18) בזהירות לתוך טבעת ה-O מסיליקון כדי להבטיח מגע ישיר בין התמיסה למשטח תעלת ה-ITO. פתרון זה משמש כאלקטרוליט השער.
    4. הכנס אלקטרודת ייחוס Ag/AgCl בתמיסת KCl רוויה, המחוברת לאלקטרוליט השער באמצעות גשר מלח.
    5. חבר את אלקטרודת הייחוס Ag/AgCl למנתח הפרמטרים של המוליכים למחצה, הפועל כאלקטרודת השער.
    6. הפעל את B1500A והפעל את תוכנת EasyEXPART , ולאחר מכן פתח את סביבת העבודה.
  2. מאפייני העברהשל I DS-V GS
    1. בחר את הכרטיסיה בדיקה קלאסית ולאחר מכן בחר ניקוי קלט/וידאו.
    2. חבר את אלקטרודת המקור לאדמה.
    3. הגדר את הפרמטר להפעלת מתח ניקוז קבוע (VDS) של 1 וולט.
      הערה: הפוטנציאל של כל אלקטרודה צריך להיות -1 V - 1 V כדי למנוע אלקטרוליזה של מים.
    4. הגדר את טווח הטאטא של מתחי השער (VGS) ל- -0.8 V - +0.8 V ואת קצב הטאטא לכ- 50 mV/s.
      הערה: ניתן לשלוט בקצב הטאטא על ידי הגדרת "מספר הצעדים" ל-141 וה"השהיה" ל-10 אלפיות השנייה, ואת "ממיר A/D" ל-HR ADC במצב PLC (פקטור: 2).
    5. הגדר את מספר האיטרציות ל-10 מחזורים, והשתמש בנתונים שהתקבלו מהמחזור האחרון לניתוח. במקביל מתקבל זרם הדליפה בין אלקטרודות המקור לשער (IGS).
    6. התחל במדידה.
      הערה: כל נתוני המדידה נשמרים אוטומטית בכרטיסייה "תוצאות".
  3. מאפייני העברה שלI DS-V DS
    1. בחר בקטגוריית CMOS בכרטיסייה Application Test ולאחר מכן בחר במצב Id-Vd
    2. הגדר את VGS כך שישתנה ברצף מ- 0 V ל- 0.8 V במרווחים של 0.1 V.
    3. הגדר VDS עבור כל VGS לטאטא מ- V 0 ל- V 1 במרווחים של V 0.01.
    4. התחל במדידה.
  4. שלבי המשך טיפול
    1. הסר את טבעת ה-O ושטוף את משטח התעלה במים נטולי יונים. לאחר מכן, יבש את מכשיר ה-ITO מקשה אחת על ידי ניפוח גז N2 .
    2. אחסן את המכשיר במייבש ואקום.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

איור 2A מציג את השינוי בזרם (IDS0) שנמדד במהלך התחריט. IDS0 נשאר כמעט קבוע בסביבות 800 שניות לאחר תחילת התחריט. עם חריטה נוספת, IDS0 החל לרדת במהירות. זה מצביע על כך שעובי סרט ה-ITO ירד, שהתקרב לעובי שכבת הדלדול בסרט ITO19; לפיכך, אלקטרונים כנשאים החלו להיות מושפעים בערוץ מפוטנציאל פני השטח, והמוליכות פחתה.

זמן התחריט נשלט כדי להשיג IDS0, שהוא בערך 3%-90% מה...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

על פי הפרוטוקול לעיל, ניתן לייצר את ה-ITO-ISFET מקשה אחת כחיישן FET מגודר בתמיסה (למשל, חיישן pH) בתהליך קצר ופשוט (כחצי יום). ITO מציג תכונות מוליכות למחצה בעובי שכבת דלדול של כ-20 ננומטר או פחות, מה שהופך אותו למתאים כערוץ של ISFET מגודר תמיסה רגיש ל-pH.

על ידי תחריט החלק האמצעי של סרט דק יחיד מוליך ITO עם תמיסה חומצית כדי להפוך אותו לאולטרה-דק, ניתן לייצר ITO-ISFET מקשה אחת עם תעלה מוליכה למחצה, שבה המקור, אלקטרודות הניקוז והתעלה משולבים במלואם ללא כל ממשקי...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה נתמך על ידי MERIT, WINGS Program ואוניברסיטת טוקיו.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
1 מיליון הידרוכלורידFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.083-01095
2-פרופנולFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.166-04831
אצטוןFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.019-00353
חוט Agתאגיד נילקוAG-401385
אגרFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.010-15815
תקן תמיסת חיץ (תמיסה שווה ערך סטנדרטית של פוספט pH) pH6.86 (25 מעלות צלזיוס)FUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.025-03195
תקן תמיסת חיץ (תמיסה סטנדרטית pH פתלטים) pH4.01 (25 מעלות צלזיוס)FUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.028-03185
תקן תמיסת חיץ (תמיסה סטנדרטית של pH טטרבוראט) pH9.18 (25 מעלות צלזיוס)FUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.028-03205
סרט פחמןנישין-EM7321
מנתח אלקטרוכימימכשיר BAS618 ה
מסכת סרטUnnoGiken ושות', בע"מבהתאמה אישית
פלטה חשמליתכ-One Corp.ND-1
מתנולFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.137-01823
זכוכית מיקרו כיסוימטסונאמי זכוכית תעשייתית, בע"מ12 ופעמים; 24 מס' 5למצע זכוכית
מיקרופיפטהאפנדורף SE3123000055
NMD-3טוקיו Ohka Kogyo ושות', בע"מNMD-3
OFPR-800טוקיו Ohka Kogyo ושות', בע"מOFPR-800
תמיסה סטנדרטית של pH פוספטFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.166-17445
מכונת פוטוליתוגרפיהניוטרוניקס קווינטלPhL Q-2001CT
פוטסיום כרולידFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.163-03545
מנתח פרמטרים של מכשירי מוליכים למחצהכוונת מפתחB1500אSoftwere Verion: גרסה 5 ו-6
מנתח פרמטרים של מכשיר מוליכים למחצה יחידות מדידת מקורכוונת מפתחB1517אלמקור, ניקוז ושער   
מתקן בדיקת מנתח פרמטרים של מכשיר מוליכים למחצהכוונת מפתחB1500A אופציונלי A5F
טבעת O מסיליקונהMasuokaTokyo ושות', בע"מפ-5
ציפוי ספיןMIKASA ושות', בע"מMS-A100
מכונת מקרטעתULVAC בע"מבהתאמה אישית
סו-8 3005ניפון קיאקו ושות', בע"מSU8-3005
מפתח SU-8ניפון קיאקו ושות', בע"ממפתח SU-8
אמבט אולטרסאונדSND ושות', בע"מארה"ב-102
אינטרפרומטר אור לבןKEYENCE Corp.VK-X3000

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sakata, T. Biologically coupled gate field-effect transistors meet in vitro diagnostics. ACS Omega. 4 (7), 11852-11862 (2019).
  2. Matsuo, T., Wise, K. D. An integrated field-effect electrode for biopotential recording. IEEE Trans Biomed Eng. BME-21 (6), 485-487 (1974).
  3. Esashi, M., Matsuo, T. Integrated micro-multi-ion sensor using field effect of semiconductor. IEEE Trans Biomed Eng. BME-25 (2), 184-192 (1978).
  4. Zaifuddin, N. M., et al. pH sensor based on chemical-vapor-deposition-synthesized graphene transistor array. Jpn J Appl Phys. 52, 06GK04(2013).
  5. Gou, P., et al. Carbon nanotube chemiresistor for wireless pH sensing. Sci Rep. 4, 4468(2015).
  6. Kajisa, T., Yanagimoto, Y., Saito, A., Sakata, T. Biocompatible poly(catecholamine)-film electrode for potentiometric cell sensing. ACS Sens. 3 (2), 476-483 (2018).
  7. Sakata, T., et al. Ion-sensitive transparent-gate transistor for visible cell sensing. Anal Chem. 89 (7), 3901-3908 (2017).
  8. Satake, H., Sakata, T. Electropolymerized poly(toluidine blue O) film electrode for potentiometric biosensing. Sens Mater. 30 (10), 2333-2341 (2018).
  9. Minamiki, T., Sekine, T., Aiko, M., Su, S., Minami, T. An organic FET with an aluminum oxide extended gate for pH sensing. Sens Mater. 31 (1), 99-106 (2019).
  10. Nishida, H., et al. Self-oriented immobilization of DNA polymerase tagged by titanium-binding peptide motif. Langmuir. 31 (2), 732-740 (2015).
  11. Sakata, T., Nishitani, S., Kajisa, T. Molecularly imprinted polymer-based bioelectrical interfaces with intrinsic molecular charges. RSC Adv. 10, 16999-17013 (2020).
  12. Sakata, T. Signal transduction interfaces for field-effect transistor-based biosensors. Commun Chem. 7, 1-14 (2024).
  13. Sarkar, D., et al. MoS2 field-effect transistor for next-generation label-free biosensors. ACS Nano. 8 (4), 3992-4003 (2014).
  14. Nam, H., et al. Fabrication and comparison of MoS2 and WSe2 field-effect transistor biosensors. J Vac Sci Technol B. 33 (6), 06FG01(2015).
  15. Jafari, B. Highly sensitive label-free biosensor: Graphene/CaF2 multilayer for gas, cancer, virus, and diabetes detection with enhanced quality factor and figure of merit. Sci Rep. 13 (1), 16184(2023).
  16. Senguptaa, J., Hussain, C. M. Graphene-based field-effect transistor biosensors for the rapid detection and analysis of viruses: A perspective in view of COVID-19. Carbon Trends. 2, 100011(2021).
  17. Zhao, W. Si nanowire Bio-FET for electrical and label-free detection of cancer cell-derived exosomes. Microsyst Nanoeng. 8, 57(2022).
  18. Zhang, H., et al. Design and fabrication of silicon nanowire-based biosensors with integration of critical factors: Toward ultrasensitive specific detection of biomolecules. ACS Appl Mater Interfaces. 12 (46), 51808-51819 (2020).
  19. Sakata, T., Nishitani, S., Saito, A., Fukasawa, Y. Solution-gated ultrathin channel indium tin oxide-based field-effect transistor fabricated by a one-step procedure that enables high-performance ion sensing and biosensing. ACS Appl Mater Interfaces. 13 (32), 38569-38578 (2021).
  20. Katayama, R., Sakata, T. Effect of surface modification on the fundamental electrical characteristics of solution-gated indium tin oxide-based thin-film transistor fabricated by one-step sputtering. Langmuir. 39 (12), 4282-4290 (2023).
  21. Katayama, R., Sakata, T. Simple fabrication method for solution-gated one-piece transistors for biosensing applications. ECS Trans. 111 (3), 37-43 (2023).
  22. Katayama, R., Dong, X., Sakata, T. Steep subthreshold slope in solution-gated indium-tin-oxide-based one-piece thin-film transistor enables highly sensitive biosensing. ACS Appl Electron Mater. 7 (5), 1862-1870 (2025).
  23. Nishimura, A., Katayama, R., Sakata, T. Effects of surface oxygen vacancies and hydroxy groups on electrical characteristics in solution-gated one-piece indium-tin-oxide-based field-effect transistors. Langmuir. 41 (1), 607-613 (2025).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

FETpH

מאמרים קשורים