Artykuł metodologiczny

Wytwarzanie jednoczęściowego tranzystora na bazie tlenku indu i cyny z bramką rozpuszczającą, umożliwiającego czułą biodetekcję

DOI:

10.3791/68755

⸱

29 sierpnia 2025

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

W tym artykule

Podsumowanie

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

Protokół ten opisuje wytwarzanie jednoczęściowego tranzystora polowego (ISFET) na bazie tlenku indu i cyny (ITO), który może być skonstruowany jako czujnik FET bramkowany roztworem (np. czujnik pH) przy użyciu krótkiego i prostego procesu (około pół dnia). Ten jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET może być również stosowany do biodetekcji.

Streszczenie

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

W niniejszym raporcie przedstawiono prostą i szybką metodę wytwarzania jednoczęściowego tranzystora polowego (ISFET) (ITO-ISFET) na bazie jonowego tranzystora polowego (ITO-ISFET) na bazie tlenku indu i cyny (ITO) do biodetekcji. Chociaż ITO jest tlenkiem przewodzącym, wykazuje właściwości półprzewodnikowe przy grubości warstwy zubożającej około 20 nm lub mniejszej, dzięki czemu nadaje się jako kanał wrażliwego na pH ISFET bramkowanego roztworem. W szczególności, poprzez wytrawianie środkowej części przewodzącej pojedynczej cienkiej warstwy ITO kwaśnym roztworem, aby była ultracienka, można wytworzyć jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET z kanałem półprzewodnikowym. Źródło, elektrody drenujące i kanał są w pełni zintegrowane bez żadnych interfejsów. Powierzchnia kanału ITO jest następnie zanurzana w roztworach próbek za pomocą elektrody referencyjnej, dzięki czemu może ona funkcjonować jako ISFET bramkowany roztworem. W ten sposób jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET można łatwo i szybko wyprodukować, używając jedynie rozpylania, a następnie wytrawiania za pomocą techniki fotolitografii, przy czym roztwór próbki może wygodnie służyć jako bramka.

Wprowadzenie

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

Zaproponowano bramkowany roztworem jonowy wrażliwy na efekty polowe tranzystor (ISFET) do wykrywania jonów w środowiskach biologicznych1. W tym urządzeniu roztwór elektrolitu indukuje potencjał międzyfazowy między roztworem a izolatorem bramki zamiast metalowej bramki w tranzystorze metalowo-tlenkowo-półprzewodnikowym (MOS), mimo że w roztworze konieczne jest użycie elektrody referencyjnej. Izolator bramkowy składa się głównie z membran tlenkowych lub azotkowych, takich jak Ta2O5, Al2O3, SiO2 i Si3N4; w związku z tym grupy hydroksylowe na powierzchni tlenku lub azotku w roztworze osiągają stan równowagi z jonami wodorowymi poprzez protonowanie (−OH + H+figure-introduction-1−OH2+) i deprotonację (−OH figure-introduction-2−O- + H+), ponieważ zmiana pH jest wykrywana na podstawie zmiany ładunku powierzchniowego na podstawie zasady efektu pola2, 3 (Rysunek uzupełniający 1). Z tego powodu oryginalny czujnik ISFET jest nadal używany jako czujnik pH. Takie czujniki ISFET mają w większości podłoże krzemowe, ale ostatnio do czujników ISFET wrażliwych na pH zastosowano różne materiały półprzewodnikowe, które wymagają, aby izolator bramki lub powierzchnia kanału stykająca się z roztworem elektrolitu była pokryta grupami funkcyjnymi, takimi jak grupy hydroksylowe, grupy karboksylowe i grupy aminowe 4,5,6,7,8,9.

Taki bramkowany roztworem ISFET, którego izolator bramki lub powierzchnia kanału jest modyfikowana za pomocą biologicznie lub chemicznie aktywnych receptorów, został zastosowany w przenośnych biosensorach, które mogą być wbudowane w niektóre urządzenia elektroniczne 10,11,12. Ten biologicznie sprzężony (kanałowy) bramka (kanał) FET, często nazywany bio-FET, musi realizować ilościowe i selektywne biodetekcję poprzez wykrywanie ładunków biomolekuł lub jonów zawartych w płynach ustrojowych. Ponadto w celu zwiększenia czułości bio-FET wykorzystano ostatnio różne materiały niskowymiarowe, takie jak MoS2, WSe213,14, grafen15,16 i nanodruty Si17,18. Jednak złożoność związana ze strukturą i procesami produkcyjnymi utrudniła powszechne stosowanie niskowymiarowych bio-tranzystorów FET, ponieważ zwykle wymagają one różnych materiałów na kanał, elektrody źródłowe/drenujące i folię izolacyjną bramki.

Nasze poprzednie prace wykazały, że jednoczęściowy arkusz tlenku indu i cyny (ITO) może działać jako dwuwymiarowy (2D) podobny do bio-FET na podstawie faktu, że ITO, który jest przewodzącym tlenkiem, staje się półprzewodnikowy, gdy jego grubość wynosi zaledwie ~20 nm 19,20,21,22. Poprzez wytrawianie środkowej części przewodzącej pojedynczej cienkiej warstwy ITO kwaśnym roztworem w celu nadania jej ultracienkiej temperatury, co umożliwia wytworzenie jednoczęściowego ITO z kanałem półprzewodnikowym, elektrody źródłowe i drenujące oraz kanał bez żadnych interfejsów mogą być w pełni zintegrowane21,22. Następnie powierzchnia kanału ITO jest nasączana roztworami próbek za pomocą elektrody referencyjnej, funkcjonalizując się w ten sposób jako ITO-ISFET bramkowany roztworem. Jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET bramkowany roztworem wykazuje bardziej strome nachylenie podprogowe (SS), które przypisuje się głównie bezpośredniemu kontaktowi powierzchni kanału ITO z roztworem próbki, w porównaniu z konwencjonalnym tranzystorem ISFET na bazie krzemu bramkowanym roztworem (rysunek uzupełniający 1B). Oznacza to, że stosunkowo duża elektryczna pojemność dwuwarstwowa na styku kanału/rozwiązania ITO działa jako dominujący czynnik określający SS 19,20,21,22. Co więcej, jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET bramkowany roztworem wykazuje responsywność pH zgodnie z chemiczną zależnością termodynamiczną (tj. równaniem Nernsta)4,19,21. Powierzchnia kanału ITO, która styka się z roztworem wodnym, dogodnie posiada grupy hydroksylowe, które utrzymują stan równowagi z jonami wodorowymi o ładunkach dodatnich, w zależności od pH, w taki sam sposób, jak inne membrany tlenkowe lub azotkowe 2,3. Ponadto, dzięki funkcjonalizacji jednoczęściowego tranzystora ITO-ISFET bramkowanego roztworem, możliwe było wykrycie biomolekuł, takich jak wirusy i cząsteczki DNA20,22.

W tym artykule opisano prosty i szybki sposób wytwarzania jednoczęściowego tranzystora ITO-ISFET bramkowanego roztworem do biodetekcji. W szczególności do produkcji stosuje się po prostu procesy fotolitografii i trawienia, a następnie roztwór elektrolitu jest dodawany do powierzchni kanału ITO za pomocą elektrody referencyjnej; Oznacza to, że roztwór próbki służy jako elektroda bramki roztworu. Dlatego jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET bramkowany roztworem działa jak czujnik pH uzyskany w procesie produkcyjnym, który trwa tylko pół dnia.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

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

Odczynniki i sprzęt używany w tym badaniu są wymienione w Tabeli Materiałów.

1. Wykonanie jednoczęściowego tranzystora ITO-ISFET (rys. 1A)

  1. Wzór OFPR-800
    1. Szklane podłoże (12 mm × 24 mm) myć sonikacją w acetonie, metanolu i wodzie przez 5 minut każde. Następnie wysuszyć podłoże za pomocą dmuchawy gazowej N2, a następnie wypalić je w temperaturze 110 °C na gorącej płycie przez ponad 5 minut, aby całkowicie wysuszyć podłoże.
    2. Szklane podłoże należy obrócić warstwą OFPR-800 przy 500 obr./min przez 5 s i 3000 obr./min przez 30 s. Sprawdź jednorodność powłoki.
    3. Podłoże piec w temperaturze 110 °C na gorącej płycie przez 5 minut. Następnie schłodzić podłoże do temperatury pokojowej.
    4. Umieść folię fotomaski po stronie podłoża pokrytej fotorezystem i przymocuj ją taśmą (rysunek uzupełniający 2A).
    5. Wystaw podłoże na działanie promieniowania UV (200 W) przez 40 s w maszynie fotolitograficznej.
      UWAGA: Czas naświetlania zależy od używanego sprzętu i jest oparty na wymaganej dawce fotorezystu.
    6. Wyjmij podłoże z maszyny fotolitograficznej i usuń fotomaskę.
    7. Wywołaj fotorezyst w NMD-3 przez 1 minutę i upewnij się, że fotorezyst tworzy ostry wzór. Następnie umyj podłoże, zanurzając je w wodzie.
    8. Wysuszyć podłoże przez wdmuchiwanie gazuN2 . Następnie upiecz podłoże na płycie grzejnej w temperaturze 110 °C przez 5 minut.
  2. Składanie zeznań w ITO
    1. Przymocuj podłoże do uchwytu podłoża za pomocą taśmy i wprowadź je do komory próżniowej napylarki.
    2. Przepompuj komorę napylania poniżej 10-3 Pa.
    3. Osadzać ITO (In2O3 90 % wag.) i SnO2 10 % wag.) do grubości ~100 nm przez rozpylanie o częstotliwości radiowej z prędkością 4 nm/min pod gazem Ar (0,2 Pa) bez podgrzewania.
  3. Wzór SU-8 (rysunek 1B)
    1. Zdejmij fotorezystor przez sonikację w acetonie, metanolu i wodzie przez 5 minut każdy. Upewnij się, że na podłożach nie pozostały żadne małe fragmenty ITO. Jeśli zanieczyszczenie wydaje się poważne, przetrzyj je czystą wycieraczką, a następnie ponownie wyczyść podłoże za pomocą sonikacji.
    2. Przedmuchać podłoże dmuchawą gazową N2 . Następnie upiecz podłoże w temperaturze 110 °C na gorącej płycie, aby całkowicie wysuszyć podłoże.
    3. Szklane podłoże należy pokryć warstwą SU-8 3005 z prędkością 500 obr./min przez 5 s i 6000 obr./min przez 30 s. Sprawdź jednorodność powłoki.
    4. Podłoże należy przygotować w temperaturze 95 °C na płycie grzejnej przez 5 minut, a następnie schłodzić podłoże do temperatury pokojowej.
    5. Umieść folię fotomaskującą na podłożu pokrytym fotorezystem i przymocuj ją taśmą (rysunek uzupełniający 2B).
    6. Podłoże należy wystawić na działanie promieniowania UV (200 W) przez 7 s. Następnie wyjmij podłoże z maszyny fotolitograficznej i usuń fotomaskę.
    7. Podłoże piec w temperaturze 65 °C przez 2 minuty i w temperaturze 95 °C przez 5 minut.
    8. Wywołaj fotorezystor w wywoływaczu SU-8 przez 3 minuty pod silnym mieszaniem. Następnie myć podłoże w 2-propanolu przez 1 min. Upewnij się, że fotorezystor jest w pełni rozwinięty.
    9. Wysuszyć podłoże przez wdmuchiwanie gazuN2 .
  4. Tworzenie półprzewodnikowego kanału ITO przez trawienie (rysunek 1C)
    1. Przygotować 0,1 M kwasu solnego (HCl).
    2. Podłącz elektrody źródłowe i drenujące, jak pokazano na rysunku 1B, do analizatora parametrów półprzewodników.
    3. Wybierz kartę Test klasyczny , a następnie wybierz opcję I/V-t Sampling.
    4. Ustaw interwał próbkowania na 0,5 s.
    5. Przyłóż napięcie 1 V między elektrodą źródła a drenu i określ prąd początkowy (IDS0).
    6. Umieścić kroplę przygotowanego roztworu HCl (30 μl) na odsłoniętym obszarze kanału ITO. Upewnij się, że kropla całkowicie zakrywa obszar kanału.
    7. Monitoruj zmianę przewodności, monitorując prąd między elektrodą źródłową a drenową. Kontynuuj trawienie, aż prąd spadnie do 10% początkowego IDS0.
    8. Natychmiast przepłucz kanał ITO wodą dejonizowaną, aby zatrzymać trawienie, gdy tylko stosunek prądu trawienia osiągnie 10% początkowego IDS0 , aby kontrolować grubość kanału ITO (~10-20 nm). Jest to tranzystor jednoczęściowy bez interfejsów między elektrodami źródłowymi, kanałowymi i drenowymi.
    9. Delikatnie przedmuchaj gazN2 , aby wysuszyć jednoczęściowy tranzystor za pomocą dmuchawy gazowejN2 .
    10. Przechowuj urządzenia w eksykatorze próżniowym do czasu pomiaru.

2. Pomiary elektryczne jednoczęściowego tranzystora ITO-ISFET

  1. Konfiguracja elektrycznego systemu pomiarowego
    1. Podłącz elektrody źródłowe i drenujące jednoczęściowego tranzystora do analizatora parametrów półprzewodnikowych za pomocą uchwytu testowego.
    2. Umieść silikonowy O-ring wokół powierzchni kanału ITO jako studzienkę, w której umieszcza się próbkę.
    3. Ostrożnie dodać 30 μl buforu fosforanowego (PB, pH 7,41) lub innych standardowych roztworów buforowych pH (pH 4,01, 6,86, 7,41 i 9,18) do silikonowego pierścienia uszczelniającego o przekroju okrągłym, aby zapewnić bezpośredni kontakt roztworu z powierzchnią kanału ITO. To rozwiązanie służy jako elektrolit bramki.
    4. Umieścić elektrodę odniesienia Ag/AgCl w nasyconym roztworze KCl, który jest połączony z elektrolitem bramki za pomocą mostka solnego.
    5. Podłącz elektrodę referencyjną Ag/AgCl do analizatora parametrów półprzewodnika, który działa jako elektroda bramkowa.
    6. Włącz B1500A i uruchom oprogramowanie EasyEXPART , a następnie otwórz Workspace.
  2. Charakterystyka transferu IDS-V GS
    1. Wybierz kartę Test klasyczny , a następnie wybierz pozycję I/V Sweep.
    2. Podłącz elektrodę źródłową do masy.
    3. Ustaw parametr tak, aby przyłożył stałe napięcie drenu (VDS) wynoszące 1 V.
      UWAGA: Potencjał każdej elektrody powinien wynosić -1 V - 1 V, aby uniknąć elektrolizy wody.
    4. Ustaw zakres przemiatania napięć bramki (VGS) na -0,8 V - +0,8 V, a szybkość przemiatania na około 50 mV/s.
      UWAGA: Szybkość przemiatania można kontrolować, ustawiając "liczbę kroków" na 141 i "opóźnienie" na 10 ms, a "Przetwornik A/C" na HR ADC w trybie PLC (współczynnik: 2).
    5. Ustaw liczbę iteracji na 10 cykli i użyj danych uzyskanych z ostatniego cyklu do analizy. Jednocześnie uzyskuje się prąd upływowy pomiędzy elektrodą źródłową a elektrodą bramkową (IGS).
    6. Rozpocznij pomiar.
      UWAGA: Wszystkie dane pomiarowe są automatycznie zapisywane w zakładce "Wyniki".
  3. Charakterystyka transferu IDS-V DS
    1. Wybierz kategorię CMOS na karcie Test aplikacji, a następnie wybierz tryb Id-Vd
    2. Ustaw VGS tak, aby zmieniał się sekwencyjnie od 0 V do 0,8 V w odstępach 0,1 V.
    3. Ustaw VDS dla każdego VGS tak, aby przemiatał od 0 V do 1 V w odstępach 0,01 V.
    4. Rozpocznij pomiar.
  4. Kroki następcze
    1. Zdejmij O-ring i spłucz powierzchnię kanału wodą dejonizowaną. Następnie wysuszyć jednoczęściowe urządzenie ITO, wdmuchując gazN2 .
    2. Przechowywać urządzenie w eksykatorze próżniowym.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

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

Rysunek 2A przedstawia zmianę prądu (IDS0) mierzoną podczas trawienia. IDS0 pozostawał prawie stały około 800 s po rozpoczęciu trawienia. Wraz z dalszym trawieniem IDS0 zaczął gwałtownie spadać. Wskazuje to, że zmniejszyła się grubość warstwy ITO, która zbliżała się do grubości warstwy zubożonej w folii ITO19; W ten sposób elektrony jako nośniki zaczęły być oddziaływane w kanale przez potencjał powierzchniowy...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

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

Zgodnie z powyższym protokołem, jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET może być wytwarzany jako czujnik FET bramkowany roztworem (np. czujnik pH) w krótkim i prostym procesie (około pół dnia). ITO wykazuje właściwości półprzewodnikowe przy grubości warstwy zubożającej około 20 nm lub mniejszej, dzięki czemu nadaje się jako kanał ISFET bramkowanego roztworem wrażliwego na pH.

Poprzez wytrawianie środkowej części przewodzącej pojedynczej cienkiej warstwy ITO kwaśnym roztworem, aby była ultracienka,...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

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

Autorzy nie mają do zadeklarowania żadnego konfliktu interesów.

Podziękowania

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

Badania te były wspierane przez MERIT, program WINGS i Uniwersytet Tokijski.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
1 mln HClFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.083-01095
2-propanolFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.166-04831
AcetonFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.019-00353
Drut AgKorporacja Nilaco.AG-401385 powiedział:
AgarFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.010-15815
Wzorzec roztworu buforowego (fosforan Wzorzec pH Równomolowy roztwór) pH 6,86 (25 stopni C)FUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.025-03195
Roztwór buforowy wzorcowy (roztwór wzorcowy pH ftalanów) pH 4,01 (25 stopni C)FUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.028-03185
Wzorzec roztworu buforowego (tetraboranowy roztwór wzorcowy pH) pH 9,18 (25 stopni C)FUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.028-03205
Taśma węglowaNisshin-EM7321
Analizator elektrochemicznyBAS Instrument618 E
Maska filmowaUnnoGiken Co., Sp. z o.o.Zamówienie
Płyta grzejnaJako One Corp.ND-1
MetanolFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.137-01823
Szkło z mikro pokrywąMatsunami Glass Ind., Sp. z o.o.12 razy; 24 Nr 5do podłoża szklanego
MikropipetaEppendorf SE3123000055
NMD-3Tokio Ohka Kogyo Co., Sp. z o.o.NMD-3
OFPR-800Tokio Ohka Kogyo Co., Sp. z o.o.OFPR-800
Roztwór wzorcowy pH fosforanówFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.166-17445
Maszyna do fotolitografiiKwintel neutroniksowyPhL Q-2001CT
Pottasium ChrolideFUJIFILM Wako Pure Chemicals Corp.163-03545
Analizator parametrów urządzeń półprzewodnikowychWgląd w daneZobacz materiał B1500AWersja software: Rev 5 i 6
Analizator parametrów urządzeń półprzewodnikowych Źródłowe jednostki miaryWgląd w daneZobacz materiał B1517Ado źródła, odpływu i zasuwy   
Osprzęt testowy analizatora parametrów urządzenia półprzewodnikowegoWgląd w daneB1500A Opcja A5F
Silikonowy O-ringMasuokaTokyo Co., Sp. z o.o.Zobacz materiał P-5
Powlekarka wirowaMIKASA Co., Sp. z o.o.Klasa MS-A100
Maszyna do rozpylaniaULVAC Sp. z o.o.Zamówienie
SU-8 3005Nippon Kayaku Co., Sp. z o.o.SU8-3005 powiedział:
Deweloper SU-8Nippon Kayaku Co., Sp. z o.o.Deweloper SU-8
Kąpiel ultradźwiękowaSND Co., Sp. z o.o.US-102 (wersja angielska)
Interferometr światła białegoKEYENCE Corp.VK-X3000

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

tranzystor z bramk w roztworzepolowy tranzystor z efektem polowym czu y na jonyurz dzenie do biosensoringupomiar pHtechnika fotolitografiiosadzanie metod rozpylaniatrawienie kana uelektroda odniesienianachylenie podprogowego

Powiązane artykuły