Summary
हम निर्माण उपकरण और कार्बन नैनोट्यूब आधारित उच्च आवृत्ति biosensors के लिए माप प्रोटोकॉल का वर्णन है. उच्च आवृत्ति संवेदन तकनीक मौलिक आयनिक (Debye) स्क्रीनिंग प्रभाव mitigates और पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक biosensors के असफल जहां उच्च ईओण ताकत समाधान में संचालित किया जा नैनोट्यूब biosensor अनुमति देता है. हमारी तकनीक बिंदु की देखभाल (पीओसी) physiologically प्रासंगिक परिस्थितियों में सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक biosensors के लिए एक अनूठा मंच प्रदान करता है.
Abstract
अद्वितीय गुण इलेक्ट्रॉनिक और एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब (SWNT) और अर्धचालक nanowires के उच्च सतह करने वाली मात्रा अनुपात (पश्चिम) 1-4 उन्हें उच्च संवेदनशीलता biosensors के लिए अच्छे उम्मीदवार हैं. एक आरोप लगाया अणु इस तरह के एक संवेदक सतह को बांधता है, यह अपने डीसी प्रवाहकत्त्व में परिवर्तन के परिणामस्वरूप, सेंसर में वाहक घनत्व 5 बदल. हालांकि, एक ईओण समाधान में एक आरोप लगाया सतह भी एक बिजली के डबल परत (edl) के गठन के समाधान से जवाबी आयनों को आकर्षित करती है. इस edl का प्रभावी रूप से प्रभार बंद स्क्रीन, और physiologically प्रासंगिक परिस्थितियों में ~ 100 millimolar (मिमी), विशेषता आरोप स्क्रीनिंग लम्बाई (Debye लंबाई) एक नैनोमीटर (एनएम) की तुलना में कम है. इस प्रकार, उच्च ईओण ताकत समाधान में, प्रभारी आधारित (डीसी) का पता लगाने के मौलिक 6-8 बाधा है.
हम कार्बन nanot ऑपरेटिंग द्वारा, उच्च आवृत्ति पर आणविक द्विध्रुव बजाय आरोपों का पता लगाने के आरोप स्क्रीनिंग प्रभाव पर काबू पानेउच्च आवृत्ति मिक्सर 9-11 रूप यूबे क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर. उच्च आवृत्तियों पर, एसी ड्राइव बल नहीं रह समाधान खींचें दूर कर सकते हैं और समाधान में आयनों edl के फार्म करने के लिए पर्याप्त समय नहीं है. इसके अलावा, आवृत्ति मिश्रण तकनीक हमें आयनिक स्क्रीनिंग पर काबू पाने के लिए पर्याप्त उच्च आवृत्तियों पर संचालित करने के लिए अनुमति देता है, और अभी तक कम आवृत्तियों 11-12 में संवेदन संकेतों का पता लगाने. इसके अलावा, SWNT ट्रांजिस्टर के उच्च transconductance बाहरी संकेत एम्पलीफायर के लिए की जरूरत अनावश्यक जो संवेदन संकेत, के लिए एक आंतरिक लाभ प्रदान करता है.
यहाँ, हम (एक) SWNT ट्रांजिस्टर, (ख) (ग) के लिए डिजाइन और डिवाइस पर एक पाली dimethylsiloxane (PDMS) सूक्ष्म fluidic चैम्बर 14 स्टांप, नैनोट्यूब 13 के लिए biomolecules functionalize, और निर्माण के लिए प्रोटोकॉल का वर्णन (घ) अलग ईओण ताकत समाधान 11 में उच्च आवृत्ति संवेदन बाहर ले.
Introduction
एक आरोप लगाया अणु एक SWNT या पश्चिम इलेक्ट्रॉनिक सेंसर को बांधता है, यह या तो दान / इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार या एक स्थानीय इलेक्ट्रोस्टैटिक द्वार के रूप में कार्य कर सकते हैं. या तो मामले में, बाध्य अणु सेंसर की मापी डीसी प्रवाहकत्त्व में एक परिवर्तन के लिए अग्रणी, SWNT या पश्चिम चैनल में प्रभारी घनत्व बदल सकते हैं. 15-20 अणुओं की एक बड़ी विविधता को सफलतापूर्वक इस तरह के बंधन घटनाओं के दौरान nanosensors के डीसी विशेषताओं का अध्ययन करके पता लगाया गया है. आरोप पता लगाने के आधार संवेदन तंत्र लेबल से मुक्त पता लगाने के 21, femto दाढ़ संवेदनशीलता 22, और इलेक्ट्रॉनिक क्षमता 15 से बाहर पढ़ने सहित कई फायदे हैं हालांकि, यह केवल कम ईओण ताकत समाधान में कारगर है. उच्च ईओण ताकत समाधान में, डीसी पता लगाने आयनिक स्क्रीनिंग 6-8 से अवस्र्द्ध है. एक आरोप लगाया सतह सतह के पास एक बिजली के डबल परत (edl) रूपों जो समाधान से जवाबी आयनों को आकर्षित करती है. Edl का प्रभावी ढंग से इन आरोपों को बंद स्क्रीन. टी के रूप मेंसमाधान बढ़ जाती है की वह ईओण ताकत, edl का संकरा और स्क्रीनिंग बढ़ जाती हो जाता है. इस स्क्रीनिंग प्रभाव, Debye स्क्रीनिंग लंबाई λ डी की विशेषता है
, Ε मीडिया के ढांकता हुआ permittivity है, जहां कश्मीर बी बोल्ट्जमान के निरंतर, टी तापमान है, क्ष इलेक्ट्रॉन चार्ज है, और ग इलेक्ट्रोलाइट समाधान के ईओण ताकत है. एक ठेठ 100 मिमी बफर समाधान के लिए, λ डी 1 एनएम के आसपास है और सतह की क्षमता पूरी तरह से कुछ एनएम की दूरी पर जांच की जाएगी. नतीजतन, SWNTs या NWS पर आधारित nanoelectronic सेंसर की सबसे 5,15,17,21-22 (ग ~ 1 एनएम सूखी राज्य में 20 या कम ईओण ताकत के समाधान में भी संचालित- 10 मिमी), अन्यथा नमूना desalting कदम 15,23 गुजरना करने की जरूरत है. प्वाइंट की देखभाल नैदानिक उपकरणों सीमित नमूना प्रसंस्करण क्षमता के साथ रोगी साइट पर physiologically प्रासंगिक ईओण ताकत में काम करने की जरूरत है. इसलिए, कम ईओण स्क्रीनिंग प्रभाव पीओसी nanoelectronic biosensors के विकास और कार्यान्वयन के लिए महत्वपूर्ण है.
हम मेगाहर्ट्ज़ आवृत्ति रेंज में SWNT आधारित nanoelectronic सेंसर ऑपरेटिंग द्वारा आयनिक स्क्रीनिंग के प्रभाव को कम. प्रोटोकॉल विवरण nanoelectronic संवेदन मंच और biomolecular पता लगाने के लिए उच्च आवृत्ति मिश्रण माप के आधार पर एक SWNT ट्रांजिस्टर का निर्माण यहाँ प्रदान की है. एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब फ़े उत्प्रेरक के साथ 24 नमूनों substrates पर रासायनिक वाष्प जमाव से बड़े हो रहे हैं. हमारे SWNT ट्रांजिस्टर के लिए, हम एक निलंबित शीर्ष गेट 25 उच्च आवृत्ति सेंसर प्रतिक्रिया को बढ़ाने में मदद करता है जो नैनोट्यूब, ऊपर 500 एनएम रखा है और यह भी एक कॉम्पैक्ट माइकर के लिए अनुमति देता है शामिलO-fluidic चैम्बर डिवाइस सील करने के लिए. SWNT ट्रांजिस्टर पृष्ठभूमि आयनिक स्क्रीनिंग प्रभावों को दूर करने के लिए उच्च आवृत्ति मिक्सर 9-11 के रूप में संचालित कर रहे हैं. उच्च आवृत्तियों पर, समाधान में मोबाइल आयनों edl के फार्म करने के लिए पर्याप्त समय और अस्थिर biomolecular द्विध्रुव नहीं है सकते हैं अभी भी गेट हमारी संवेदन संकेत है जो एक मिश्रण का वर्तमान, उत्पन्न करने के लिए SWNT. मिश्रण आवृत्ति FET एक नैनोट्यूब के nonlinear चतुर्थ विशेषताओं के कारण पैदा होती है. हमारी पहचान तकनीक प्रभारी आधारित पता लगाने और प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी 26-27 की परंपरागत तकनीकों से अलग है. सबसे पहले, हम नहीं बल्कि संबद्ध शुल्क की तुलना में उच्च आवृत्ति पर biomolecular द्विध्रुव का पता लगा. दूसरे, SWNT ट्रांजिस्टर के उच्च transconductance संवेदन संकेत के लिए एक आंतरिक लाभ प्रदान करता है. इस उच्च आवृत्ति प्रतिबाधा माप के मामले में बाहरी प्रवर्धन के लिए जरूरत अनावश्यक. हाल ही में, अन्य समूहों को भी उच्च बा में biomolecular पता लगाने को संबोधित कियाckground सांद्रता 23,28. हालांकि, इन तरीकों जटिल निर्माण या रिसेप्टर अणु से सावधान केमिकल इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है, और अधिक शामिल हैं. हमारी उच्च आवृत्ति SWNT सेंसर एक सरल डिजाइन को शामिल किया गया और एक नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर के निहित आवृत्ति मिश्रण संपत्ति का इस्तेमाल करता है. हम इस प्रकार physiologically प्रासंगिक हालत में सीधे कार्य कर biosensors के वांछित हैं जहां वास्तविक समय बिंदु की देखभाल का पता लगाने के लिए एक नया biosensing मंच का वादा, आयनिक स्क्रीनिंग के प्रभाव को कम करने में सक्षम हैं.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. SWNT विकास के लिए उत्प्रेरक Patterning
- 500 एनएम सी 3 एन 4/500 एनएम SiO 2 फिल्म शीर्ष पर हो एक कम दबाव रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) के साथ एक सिलिकॉन वेफर के साथ शुरू करो.
- 40 सेकंड के लिए 4,000 आरपीएम तो 5 सेकंड के लिए 500 आरपीएम पर photoresist (पीआर) के कोट एक परत स्पिन और.
- 90 सेकंड के लिए 115 डिग्री सेल्सियस पर वेफर सेंकना.
- उत्प्रेरक (चित्रा 1) के लिए आयताकार गड्ढों के साथ एक photomask का प्रयोग करें और 300 0.3 सेकंड के लिए MJ / 2 सेमी की यूवी (365 एनएम) विकिरण में वेफर बेनकाब. प्रदर्शन के बाद 90 सेकंड के लिए 115 डिग्री सेल्सियस पर वेफर सेंकना.
सुझाव: विभिन्न आकार के डिजाइन गड्ढों SWNT रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) विकास प्रक्रिया में परिवर्तनशीलता के लिए खाते में 5 माइक्रोन एक्स 5 माइक्रोन, 10 माइक्रोन एक्स 5 माइक्रोन आदि जैसे.
- 70 सेकंड धीरे प्रक्रिया के माध्यम से वेफर झटकों के लिए डेवलपर में वेफर का विकास करना.
- डि wate के साथ वेफर कुल्ला2 मिनट के लिए r और फिर एक नाइट्रोजन (एन 2) बंदूक के साथ सूखी झटका.
- 10 -6 Torr के एक कक्ष के दबाव में ई बीम बाष्पीकरण कक्ष और जमा 0.5 एनएम लोहा (Fe) के रूप में विकसित वेफर लोड.
- 1.5 सेमी x 1.5 सेमी छोटे मर जाता है में वेफर पासा.
- 10 मिनट प्रत्येक के लिए गर्म एसीटोन और isopropanol (आईपीए) में सूई से photoresist निकालें. इस नैनोट्यूब विकास के लिए आयताकार गड्ढों में फे उत्प्रेरक पीछे छोड़ देता है.
2. कार्बन नैनोट्यूब की सीवीडी ग्रोथ
- सीवीडी विकास भट्ठी का क्वार्ट्ज ट्यूब में उत्प्रेरक लेपित मर जाता है रखें.
सुझाव: नैनोट्यूब विकास के लिए मिठाई स्थान का निर्धारण करते हैं. विकास हमारे भट्ठी (चित्रा 2c) के लिए 2inch एक्स 2inch बहाव के क्षेत्र में एक समान है.
- Photoresist के अवशेषों (चित्रा 2) को हटाने के लिए एक घंटे के लिए 880 डिग्री सेल्सियस पर हवा में सब्सट्रेट पानी रखना. शांत करने की अनुमति दें.
- एर के साथ चैम्बर पर्ज3 SLM प्रति मिनट (मानक लीटर) से कम 5 मिनट के लिए gon.
- आर्गन (चित्रा 2 बी) के 1 SLM के एक प्रवाह को बनाए रखते हुए, ट्यूब के केंद्र में 800 डिग्री सेल्सियस के लिए भट्ठी को रैंप.
- यानी लोहे को लोहे के आक्साइड परिवर्तित उत्प्रेरक कणों को कम करने के लिए 5 मिनट के लिए प्रवाह हाइड्रोजन के 0.2 SLM.
- SWNTs विकसित करने के लिए 35 मिनट के लिए एथिलीन की 5.5 SCCM प्रति मिनट (मानक घन सेंटीमीटर) (सी 2 एच 4) का परिचय. इस प्रक्रिया के दौरान 0.2 SLM की एक एच 2 प्रवाह बनाए रखें. यह नुस्खा से प्राप्त SWNTs की लंबाई> 20 माइक्रोन (माइक्रोन) है.
- भट्ठी एक छोटे आर्गन प्रवाह के साथ कमरे के तापमान को शांत करने की अनुमति दें.
3. SWNT FET ट्रांजिस्टर निर्माण
- कार्बन नैनोट्यूब के वर्तमान वोल्टेज (चतुर्थ) के लक्षण वर्णन के लिए स्रोत नाली इलेक्ट्रोड को परिभाषित करने के लिए एक photomask (चित्रा 1) के डिजाइन.
सुझाव: अब तक अपार इलेक्ट्रोड संपर्क पैड बढ़ाएँमरने पर टी वे भी सक्रिय नैनोट्यूब क्षेत्र पर एक सूक्ष्म fluidic स्टाम्प नीचे डालने के बाद सुलभ रहते हैं तो.
- संपर्क के लिए धातु के बयान के लिए क्षेत्र को परिभाषित करने के लिए कदम 1.2 -1.6 का पालन करें.
- जमा तिवारी / 10 -6 Torr पर एक ई बीम बाष्पीकरण कक्ष में स्रोत नाली संपर्कों के लिए औ 0.5 nm/50 एनएम.
- धातु liftoff के लिए रात भर एसीटोन में मरने के लिए छोड़ दें. Liftoff के बाद, 10 मिनट के लिए आईपीए में मरने डुबकी और फिर सूखे का उपयोग करते हुए 2 एन बंदूक झटका.
- 500 एनएम के एक कंबल बयान ई बीम 10 -6 Torr पर फाटक ढांकता लिए SiO 2 सुखाया है.
- फाटक इलेक्ट्रोड को परिभाषित करने के लिए एक photomask (चित्रा 1) के डिजाइन.
- गेट धातु बयान के लिए इस क्षेत्र को परिभाषित करने के लिए कदम 1.2-1.6 का पालन करें.
- ई बीम बाष्पीकरण में शीर्ष गेट इलेक्ट्रोड के रूप में 50 nm/50 एनएम सीआर / एयू लुप्त हो जाना. धातु liftoff के लिए 3.4 कदम का पालन करें.
सुझाव: शक्ति ओ को बढ़ाने के लिए मोटी क्रोम परत का प्रयोग करेंच शीर्ष फाटक को निलंबित कर दिया. गेट आयाम भी सफल निलंबन के लिए महत्वपूर्ण हैं.
- कंबल जमा शीर्ष इलेक्ट्रोड passivation लिए SiO 2 की एक पतली परत (20 एनएम).
- कार्बन नैनोट्यूब चैनल का उपयोग करने के SiO 2 में एक खाई को खोलने के लिए एक photomask (चित्रा 1) के डिजाइन. डिजाइन पैड खोदना ही नकाब में क्षेत्र SWNT चैनल से बहुत दूर स्रोत, नाली और गेट इलेक्ट्रोड तक पहुँचने के लिए इस क्षेत्र को खोलने के लिए.
- SiO 2 से गीला खोदना के लिए खाई को खोलने के लिए पीआर पैटर्न के लिए कदम 1.2-1.6 का पालन करें.
- गीले खोदना SiO 2 3 मिनट और 30 सेकंड के लिए 01:20 BHF समाधान का उपयोग कर सुखाया. सी 3 एन 4 BHF के आगे प्रवेश को रोकने के लिए एक खोदना रोक परत प्रदान करता है.
सुझाव: नक़्क़ाशी समय अंशांकन की सिफारिश की है.
- अच्छी तरह डि पानी में डिवाइस कुल्ला, और फिर 5 मिनट के लिए आईपीए में डुबकी. एक एन 2 बंदूक का इस्तेमाल सूखी उड़ा. डिवाइस सेंटructure मोटी क्रोम परत की वजह से बरकरार है.
4. कार्बन नैनोट्यूब sidewalls के रासायनिक functionalization
- 6 मिमी dimethylformamide में 1-pyrenebutanoic एसिड succinimidyl एस्टर (PbSe) (DMF) का एक समाधान तैयार है.
- कमरे के तापमान पर 1 घंटे के लिए इस लिंकर आणविक समाधान में SWNT FET के मरने सेते हैं.
- अच्छी तरह से अतिरिक्त अभिकर्मक दूर धोने के लिए DMF में मरने कुल्ला. डिवाइस उड़ा सूखी.
- Biotinyl -3 के एक 20mg/ml समाधान, SWNTs के biotinylation के लिए डि पानी में 6 dioxaoctanediamine (बायोटिन पीईओ अमाइन-BPA) तैयार करें.
- अच्छी तरह डि पानी में मरने कुल्ला और सूखी झटका, जिसके बाद 18 घंटे के लिए इस समाधान में मरने सेते हैं. BPA से PbSe लिंकर अणु को देती है.
- Streptavidin के बंधन के लिए 7.2 पीएच पीबीएस समाधान में 1mg/ml streptavidin का एक समाधान तैयार है.
- स्थिर माप के लिए, पूरी तरह से biotinylated SWNT functionalize को 20 मिनट के लिए streptavidin के समाधान में मरने सेते हैं. Thoroughly कुल्ला और मरने सूखी झटका. वास्तविक समय संवेदन के लिए, पहले PDMS के प्रवाह चैनल (चरण 6) टिकट और तब streptavidin बाध्यकारी (चित्रा 3) के लिए उच्च ईओण ताकत पृष्ठभूमि में streptavidin समाधान बहेगा.
नोट: हम एक निचोड़ बोतल का उपयोग कर मरने से अधिक वितरण डि पानी (~ 50 मिलीलीटर) से मरने कुल्ला. तो फिर हम डि पानी युक्त पेट्री डिश के लिए मरने के लिए कदम और 1 मिनट के लिए चारों ओर मरने के लिए कदम. हम दो कदम 8-10 बार की कुल दोहराएँ.
5. द्रव चैंबर के लिए polydimethylsiloxane की तैयारी (PDMS) मोल्ड
- एक वजन कप में, PDMS मोनोमर के वजन से 9 भागों डालना और इलाज के एजेंट के वजन से 1 भाग को जोड़ने और अच्छी तरह से दो मिश्रण.
- 25 मिनट के लिए एक desiccator में देगास मिश्रण. बुलबुले मिश्रण के माध्यम से वृद्धि और छोड़ देंगे.
सुझाव: मिश्रण foaming शुरू होता है, चैम्बर उतारना और यह कुछ के लिए बसने देनाफिर degassing से पहले सेकंड.
- एक पेट्री डिश में एक नए सिलिकॉन वेफर रखें. वेफर ऊपर 5 मिमी की एक PDMS परत के लिए यह की चोटी पर degassed PDMS मिश्रण डालो.
- 1 घंटे के लिए 70 पर एक ओवन में पेट्री डिश डिग्री सेल्सियस रखें.
- पेट्री डिश निकालें और इसे शांत करते हैं. PDMS की एक आयताकार टुकड़ा काट और एक छोटी चिमटी का उपयोग कर बाहर खींच करने के लिए एक छुरी का प्रयोग करें.
सुझाव: सीधे सिलिकॉन वेफर के साथ संपर्क में PDMS के पक्ष साफ और अत्यंत फ्लैट है. इस तरफ SWNT FET के मरने के साथ संपर्क में हो जाएगा. यह दूषित करने के लिए नहीं सावधान रहना होगा.
- उल्टा आयताकार मरने प्लेस और यह अन्य के लिए फ्लैट की ओर से एक बायोप्सी पंच (3 मिमी व्यास) का उपयोग में एक छेद ड्रिल. इस PDMS (चित्रा -4 ए) के फ्लैट की ओर कोई किसी न किसी किनारों सुनिश्चित करता है.
- <गढ़े SWNT FET के मर जाता है (के सक्रिय क्षेत्र के शीर्ष पर यह aligning से ध्यान डिवाइस के शीर्ष पर PDMS चैम्बर रखेंमजबूत> चित्रा -4 ए, बी). मरने पर स्टांप सुरक्षित करने के लिए धीरे यह ठोकर. एक लीक से तंग कक्ष उपलब्ध कराने के लिए मरने के लिए फ्लैट की ओर बांड.
सुझाव: यह नग्न आंखों के साथ किया या पर्याप्त काम अंतरिक्ष के साथ एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग किया जा सकता है. PDMS अच्छी तरह से छड़ी (मरने और / या PDMS स्टांप साफ नहीं है आम तौर पर अगर) नहीं है, तो संबंधों में सहायता के लिए PDMS पर (20 वाट, 15 सेकंड) ऑक्सीजन प्लाज्मा करते हैं. मजबूत संबंधों के लिए इस सुराग से अधिक प्लाज्मा शक्तियों का प्रयोग, तथापि, हम इस तरह के मामले में PDMS हटाने के दौरान इलेक्ट्रोड के तेजस्वी देखा है.
- बिजली के परीक्षण के बाद और डि पानी में मरने सूई और धीरे स्टाम्प उठाने से अगले रासायनिक functionalization के कदम से पहले PDMS स्टांप निकालें.
6. Microfluidic प्रवाह चैनल की तैयारी
- एक साफ सिलिकॉन वेफर ले लो और किसी भी नमी को दूर करने के लिए 5 मिनट के लिए 200 डिग्री सेल्सियस पर गर्म थाली पर जगह है.
- 500 rpm पर कोट SU-8 2015 स्पिन(100 आरपीएम / सेक रैंप दर) तो 5 सेकंड और 300 आरपीएम / सेक रैंप दर पर 30 सेकंड के लिए 1250 rpm के लिए. इस सिलिकॉन वेफर पर एक 30 माइक्रोन मोटी र -8 परत देता है.
- शीतल सेंकना 95 पर वेफर डिग्री सेल्सियस 5 मिनट के लिए.
- SWNT क्षेत्र के शीर्ष पर 300 माइक्रोन विस्तृत प्रवाह चैनल पैटर्न को परिभाषित करने के लिए एक photomask (चित्रा 4C) डिजाइन.
सुझाव: संरचना एक चैनल चौड़ाई के पतन से बचने के लिए: 10:1 ऊंचाई अनुपात (: इस मामले में 30 माइक्रोन 300 माइक्रोन) पर्याप्त है.
- 365 एनएम यूवी फोटोलिथोग्राफी का प्रयोग 0.9 सेकंड के एक यूवी जोखिम समय के साथ प्रवाह चैनल को परिभाषित.
- 5 मिनट के लिए 95 में मरने डिग्री सेल्सियस सेंकना पोस्ट.
- कोमल झटकों के साथ 5 मिनट के लिए SU-8 डेवलपर में पैटर्न का विकास करना.
- आईपीए में वेफर कुल्ला और एन 2 बंदूक के साथ सूखी झटका.
- एक PDMS मिश्रण तैयार करने के लिए कदम 5.1-5.2 का पालन करें.
- Silanizing एजेंट tric की 2-3 बूंद के साथ एक desiccator में र -8 ढालना साथ वेफर रखेंhloro (3, 3, 3 trifluoropropyl) एक पेट्री डिश में silane. वैक्यूम पंप पर मुड़ें वेफर 1 घंटे के लिए शून्य में बैठते हैं.
- वेफर पर degassed PDMS मिश्रण डालो और 1 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में गर्मी.
- एक स्केलपेल का उपयोग PDMS ढालना (एसयू-8 के नकारात्मक) काटें.
- उल्टा PDMS स्टांप प्लेस और प्रवाह चैनल के प्रत्येक के अंत में एक छेद ड्रिल करने के लिए एक बायोप्सी पंच (0.75 मिमी व्यास) का उपयोग कर. किसी न किसी किनारों (चित्रा 4e) से बचने के लिए अन्य करने के लिए फ्लैट की ओर (सिलिकॉन वेफर के साथ संपर्क में पक्ष) से छेद ड्रिल करने के लिए सुनिश्चित करें.
- एक खुर्दबीन के नीचे गढ़े SWNT FET के मर जाता है की सक्रिय क्षेत्र के शीर्ष पर यह aligning से ध्यान डिवाइस के शीर्ष पर PDMS प्रवाह चैम्बर रखें. मरने पर स्टांप सुरक्षित करने के लिए धीरे यह ठोकर. एक लीक से तंग कक्ष उपलब्ध कराने के लिए मरने के लिए फ्लैट की ओर बांड. (चित्रा 4c और 4d)
- छेद में एक पॉलीथीन ट्यूब पुश और एक तरल पदार्थ के स्रोत और नाली सिरिंज (एफ के लिए दूसरे छोर से कनेक्टigure 4e).
- चैनल (चित्रा 6) के माध्यम से तरल पदार्थ की एक नियंत्रित प्रवाह बनाए रखने के लिए एक सिरिंज पंप प्रणाली के लिए सिरिंज देते हैं.
7. डीसी विद्युत मापन सेटअप
- स्रोत और एक DAQ कार्ड का वोल्टेज बंदरगाहों के लिए FET के SWNT के गेट संपर्कों से कनेक्ट करें.
- एक मौजूदा पूर्व एम्पलीफायर के माध्यम से DAQ कार्ड के इनपुट बंदरगाह के लिए नाली संपर्क कनेक्ट करें.
- , स्रोत से संपर्क करने के लिए 30 millivolt (एमवी) लागू फाटक वोल्टेज झाडू और नाली (चित्रा 5a) से मौजूदा रिकॉर्ड है.
सुझाव: समाधान में माप के लिए, के भीतर गेट वोल्टेज झाडू पैरामीटर रखने | 0.7 वोल्ट | रिसाव और फाटक धातु इलेक्ट्रोड और समाधान के बीच प्रतिक्रिया से बचने के लिए.
8. एसी विद्युत मापन सेटअप
- सेटअप करने के लिए आवृत्ति जनरेटर पर बाहरी मॉडुलन संकेत बंदरगाह के लिए एम्पलीफायर ताला में से रेफरी से बाहर संकेत कनेक्ट संग्राहक freque AMncy उत्पादन.
- एक पूर्वाग्रह टी (चित्रा 5 ब और 5c) का उपयोग DAQ कार्ड से आवृत्ति जनरेटर और डीसी वोल्टेज की हूँ संग्राहक आरएफ उत्पादन बंदरगाह के लिए FET के SWNT के स्रोत से संपर्क कनेक्ट करें.
- DAQ कार्ड का वोल्टेज बंदरगाह के द्वार संपर्क कनेक्ट करें.
- नैनोट्यूब के माध्यम से एसी चालू पढ़ने के लिए एक ताला में एम्पलीफायर को नाली संपर्क कनेक्ट करें. DAQ इनपुट बंदरगाहों के माध्यम से आयाम और वर्तमान के चरण पढ़ें.
- 200 किलोहर्ट्ज (किलोहर्ट्ज़) में 0 वोल्ट और AM संकेत आवृत्ति पर स्रोत डीसी वोल्टेज पकड़ो.
- गेट वोल्टेज स्वीप और नाली से मौजूदा उपाय.
- विभिन्न आवृत्तियों पर मैं मिश्रण वी जी sweeps के लिए आवृत्ति और दोहराने कदम 8.6 बढ़ाएँ.
9. समाधान में विद्युत माप (कोई फ्लो)
- 1 मिमी NaCl, 10 मिमी NaCl और 5M NaCl शेयर समाधान से शुरू 100 मिमी NaCl नमक समाधान तैयार है.
- कदम 3.13 से SWNT डिवाइस लो. एक biotinylate प्राप्त करने के लिए कदम 4.1-4.5 से बाहर ले जाने के लिएघ डिवाइस.
- डिवाइस के शीर्ष पर एक PDMS कक्ष डाल करने के लिए 5 कदम का पालन करें.
- एक पिपेट का उपयोग डि पानी के साथ चैम्बर भरें.
- विभिन्न आवृत्तियों के लिए आवृत्ति मिश्रण मापन के लिए 8 कदम का पालन करें.
- तीन अलग नमक समाधान 1 मिमी NaCl, 10 मिमी NaCl और 100 मिमी NaCl के लिए 9.4 दोहराएँ.
सुझाव: पिछले समाधान को वापस लेने और फिर नए समाधान के साथ चैम्बर कई बार फ्लश करने पिपेट का उपयोग करें. हमेशा उच्च एकाग्रता समाधान करने के लिए कम से स्विच.
- धीरे एक छोटी चिमटी के साथ स्टांप उठाने से PDMS स्टांप निकालें.
- अच्छी तरह डि पानी के साथ युक्ति कुल्ला.
- 4.6-4.7 में समझाया streptavidin के बंधन से बाहर ले जाने के लिए.
- कदम 9.3-9.6 दोहराएँ.
10. समाधान में विद्युत मापन (रियल टाइम फ्लो)
- 5 एम NaCl शेयर समाधान से शुरू 100 मिमी NaCl नमक घोल तैयार करें.
- काएं से SWNT डिवाइस लोपी 3.13. एक biotinylated डिवाइस प्राप्त करने के लिए कदम 4.1-4.5 बाहर ले.
- चरण 6 निम्नलिखित डिवाइस पर सूक्ष्म fluidic प्रवाह चैनल रखें .. वापसी मोड आपरेशन के लिए सूक्ष्म fluidic चैनल के एक छोर से एक खाली सिरिंज कनेक्ट. दूसरे छोर पर 100 मिमी NaCl की पृष्ठभूमि के समाधान के साथ एक सिरिंज देते हैं.
- चरण 8 में विस्तृत रूप में बिजली के माप की स्थापना की. आवृत्ति (च = 10 मेगाहर्ट्ज) फिक्स और फाटक वोल्टेज पूर्वाग्रह (वी = 0).
- वापसी मोड में सिरिंज पंप शुरू (प्रवाह दर = 0.4 मिलीलीटर घंटे -1) और समय के साथ वर्तमान संकेत निगरानी. 100 मिमी NaCl और streptavidin बायोटिन बाध्यकारी (चित्रा 6) के लिए निगरानी के संकेत परिवर्तन में 1mg/ml streptavidin का हल स्विच करें.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
एक निलंबित शीर्ष गेट के साथ SWNT ट्रांजिस्टर के एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि चित्रा 7a में दिखाया गया है. गेट आयाम निलंबन 25 के लिए महत्वपूर्ण हैं. वर्तमान डिजाइन आयाम (x चौड़ाई x मोटाई = 25 माइक्रोन एक्स 1 माइक्रोन x 100 एनएम लंबाई) हैं. फाटक इलेक्ट्रोड 50 एनएम Cr/50 एनएम Au के होते हैं, एक मोटी क्रोम परत निलंबित संरचना को और अधिक शक्ति कहते हैं. निलंबित संरचना शीर्ष गेट और नाली (चित्रा 7b) के बीच मौजूदा रिसाव के अभाव ने इसकी पुष्टि की है.
हम अपने SWNT सेंसर का मूल्यांकन करने के लिए बायोटिन-streptavidin ligand-रिसेप्टर प्रणाली का उपयोग करें. Sidewall के functionalization की सफलता को चिह्नित करने के लिए हम प्रत्येक functionalization के कदम के बाद हवा में FET के डीसी स्थानांतरण घटता निगरानी. 7c चित्रा उदाहरण देकर स्पष्ट करना है कि biotinylation के बाद सही करने के लिए स्थानांतरण की अवस्था पारी (लाल) और streptavidin बंधन (नीला). इस electronegati द्वारा इलेक्ट्रोस्टैटिक gating के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता हैबायोटिन पीईओ-amine और streptavidin पर मौजूद amine समूहों ve.
उच्च आवृत्ति माप के लिए, हम चित्रा 5 ब में दिखाया योजनाबद्ध पालन करें. SWNT ट्रांजिस्टर की गैर रेखीय चतुर्थ विशेषताओं, हमारे संवेदन संकेत है जो मैं मिश्रण, एक मिश्रण का वर्तमान उत्पादन उपज के लिए स्रोत और गेट पर उच्च आवृत्ति आदानों घोला जा सकता है. चित्रा 7 दिन मैं एक ठेठ युक्ति के लिए गेट वोल्टेज के एक समारोह के रूप में मापा मिश्रण से पता चलता है 100 मिमी NaCl में. एक के लिए मिश्रण वर्तमान, मॉडुलन आवृत्ति, ω मीटर की ऊंचाई पर संग्राहक इनपुट AM 10-11 द्वारा दिया जाता है
, जहां मीटर मॉडुलन गहराई है, (वी एसी बजे इनपुट आयाम है और ∂ जी / ∂ वी जी डिवाइस के transconductance है मैं की ढाल
Biomolecular पता लगाने के लिए, यह CNT यानी SiO 2 पूरी तरह से BHF खोदना कदम के दौरान दूर etched है समाधान के लिए सीधे संपर्क में है कि आवश्यक है. यह शर्त पूरी नहीं है, तो लिंकर अणु नैनोट्यूब sidewall के साथ ढेर नहीं कर सकते हैं, CNT के रासायनिक संशोधन संभव नहीं है.हम पहले और एक SiO 2 passivated डिवाइस के लिए डि पानी में भी बंधन के बाद कोई परिवर्तन नहीं देख जहां यह स्पष्ट रूप से चित्रा 7g में सचित्र है. यह भी हमारे माप परिणाम सफल रासायनिक संशोधन के साथ ही उच्च पृष्ठभूमि ईओण सांद्रता में biomolecular पता लगाने का संकेत मिलता है कि साबित होता है. सभी मापन में, हम सेंसर प्रतिक्रिया सेटअप से गूंज की वजह से है जो 30 मेगाहर्ट्ज से परे चला जाता है कि निरीक्षण करते हैं.
चित्रा 1. नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर निर्माण की प्रक्रिया प्रवाह (एक) निर्माण प्रक्रिया -. (1) Photomask परत -1 स्रोत ड्रेन के लिए उत्प्रेरक बयान, (2) धातु liftoff के, (3) CNT विकास, (4) पी एल-2 के लिए (पी एल -1) संपर्क, गेट संपर्क के लिए (5) धातु liftoff के, (6) SiO 2 कंबल बयान, (7) पी एल -3, (8) धातुphotoresist के हटाने के बाद BHF गीला खोदना चैनल और (11) अंतिम डिवाइस के लिए liftoff के, (9) पतला SiO 2 कंबल बयान, (10) पी एल-4. रंग योजना सचित्र है. डिवाइस संरचना (ख) योजनाबद्ध.
चित्रा 2. कार्बन नैनोट्यूब विकास. (एक) photoresist के अवशेषों, CNT विकास के लिए (ख) के विकास के कदम और विकास भट्ठी में (ग) डिवाइस नियुक्ति को हटाने के लिए कदम पानी रखना.
चित्रा 3. CNT के रासायनिक functionalization के लिए फ़्लोचार्ट.
4 चित्रा. समाधान के मापन के लिए PDMS स्टांप (एक) -. (ख) स्थैतिक (कोई प्रवाह) माप (एक) युक्ति पर एक PMDs कक्ष, एक डिवाइस पर प्रवाह चैम्बर (ख) योजनाबद्ध आरेख (ग) छिद्रण और बढ़ते -.. (ई ) प्रवाह माप. र -8 फफूंदी का उपयोग PDMS के प्रवाह चैनल के लिए (ग) प्रक्रिया प्रवाह. प्रवाह चैनल को परिभाषित करने के लिए (1) Photomask, एक डिवाइस पर प्रवाह चैनल (2) के पार से जुड़ा हुआ र -8 मिट्टी, (3) र -8 और डिवाइस पर मुहर लगी (4) PDMS के प्रवाह चैनल पर PDMS. (घ) योजनाबद्ध आरेख और (ई) डिवाइस पर प्रवाह चैनल मुद्रांकन और इनलेट / आउटलेट बंदरगाहों के लिए पॉलीथीन टयूबिंग जोड़ने, PDMS में इनलेट / आउटलेट छेद छिद्रण.
चित्रा 5. विद्युत माप सेटअप. (एक) डीसी माप योजनाबद्ध, (ख) एसी मिश्रण वर्तमान माप योजनाबद्ध और के लिए प्रयोगात्मक स्थापना की (ग) छवि संग्राहक आवृत्ति माप मिश्रण AM. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
6 चित्रा. फ्लो माप सेटअप पूरे माप सेटअप (क) छवि;. (ख) सिरिंज पंप और जांच स्टेशन, और PDMS प्रवाह चैनल, इनलेट / आउटलेट प्रवाह ट्यूब और बिजली के पी के साथ डिवाइस से (ग) छविवस्त्र.
चित्रा 7. SWNT biosensor के लिए प्रतिनिधि का परिणाम है. एक ठेठ निलंबित शीर्ष गेट डिवाइस (क) SEM छवि, निलंबित संरचना पुष्टि करने के लिए (ख) के बुलावे नाली रिसाव, FET के प्राचीन नैनोट्यूब के लिए (ग) मैं डीसी वी जी वक्र (काला), के बाद biotinylation (लाल) और बाद में हवा में मापा streptavidin के बंधन (नीला), (घ) डीसी वर्तमान, मैं डीसी (काला, वी एसडी = 10 एम वी) और मिश्रण वर्तमान, एक समारोह के रूप में मैं मिश्रण (लाल, मॉडुलन च = 200 किलोहर्ट्ज़) 100 मिमी NaCl समाधान में डिवाइस के लिए वी जी की. सैद्धांतिक मैं (1) भी तुलना के लिए (▲) दिखाया गया है समीकरण में मॉडल का उपयोग कर प्राप्त मिश्रण. (ई) मैं मिश्रण वी जी चालूbiotinylated लिए ves (काला) और च = 10 मेगाहर्ट्ज पर 100 मिमी NaCl में streptavidin बायोटिन बाउंड (लाल) SWNT, (च) वास्तविक समय प्रवाह माप 100 मिमी NaCl और एक में बंधन के बाद (छ) संकेत परिवर्तन में streptavidin बाइंडिंग का पता लगाने के लिए पूरी तरह से अलग आवृत्तियों पर डि पानी में नियंत्रण डिवाइस passivated. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
कार्बन नैनोट्यूब के विकास भट्ठी शर्तों लेकिन यह भी सब्सट्रेट सफाई पर ही नहीं निर्भर करता है. विकास के लिए इष्टतम गैस प्रवाह दर, तापमान और दबाव को ध्यान से calibrated और एक बार वे कम या ज्यादा स्थिर हैं तय करने के लिए है. इन शर्तों को पूरा किया जा रहा यहां तक कि के साथ, हम है कि विकास के नमूनों उत्प्रेरक क्षेत्र, उत्प्रेरक और सब्सट्रेट सफाई की मात्रा पर निर्भर करता है पाया. इसलिए, हम विकास में परिवर्तनशीलता के लिए खाते में कई उत्प्रेरक गड्ढे आकार शामिल किया. एक घंटे की उच्च तापमान कदम सब्सट्रेट से पीआर छाछ आदि की तरह किसी को दूर मदद की. चित्रा 2 हम SWNT विकास के लिए अपनाई गई शर्तों दिखाता पानी रखना.
मरने प्रसंस्करण कदम से दूषित पदार्थों की उपस्थिति रासायनिक और जैविक संवेदन में नकली संकेत हो सकता है. इसलिए, यह रासायनिक functionalization के पहले और बाद में अच्छी तरह से सब्सट्रेट साफ करने के लिए आवश्यक है. प्रत्येक functionalization के बाद rinsing कदम रेम में मदद करता हैसक्रिय क्षेत्र के पास डिवाइस का पालन कर सकते हैं जो किसी भी अतिरिक्त अभिकर्मक ove. हम भी सब्सट्रेट साफ नहीं था, PDMS स्टांप रिसाव तंग नहीं था और माप के दौरान तरल पदार्थ के दबाव के साथ बंद खुली कि मनाया. ऐसे मामलों में, PDMS स्टांप पर बहुत कोमल हे 2 प्लाज्मा आसंजन मदद की. मजबूत भी एक हे 2 प्लाज्मा डिवाइस से दूर करने के लिए अच्छी तरह से, लेकिन मुश्किल PDMS स्टांप छड़ी कर सकते हैं, हम हटाने मरने व्यर्थ renders जो जबकि इलेक्ट्रोड के तेजस्वी देखा है. PDMS स्टांप और मरने को साफ कर रहे हैं, उन दोनों के बीच आसंजन भी ऑक्सीजन प्लाज्मा उपचार के बिना द्रव का प्रवाह माप के जीवित रहने के लिए काफी अच्छा है. इस खोदना कार्बन नैनोट्यूब के रूप में होगा SWNT डिवाइस पर हे 2 प्लाज्मा का उपयोग न करें.
समाधान आधारित बिजली के माप में, वर्तमान किसी भी रिसाव का पता लगाने के संकेत पड़ा. समाधान भी एक कंडक्टर के रूप में कार्य कर सकते हैं क्योंकि यह रिसाव होता है, जो के विरोध में वृद्धि नमक एकाग्रता के साथ नीचे चला जाता है.इसलिए, यह ट्रांजिस्टर डिजाइन में इलेक्ट्रोड passivation कदम को शामिल करने के लिए आवश्यक है. हमारे निर्माण प्रोटोकॉल में दो कंबल बयानों (500 एनएम और 20 एनएम SiO 2) स्रोत, नाली और फाटक धातु संपर्कों से रिसाव को कम करने में मदद मिली. इसके अलावा, किसी भी बिजली के माप लेने से पहले, एक फाटक नाली रिसाव झाडू नहीं रिसाव इरादा झाड़ू वोल्टेज श्रेणी में होता है कि यह सुनिश्चित करने के लिए सिफारिश की है.
द्रव का प्रवाह माप के लिए, यह प्रवाह चैनल में हवा जाल से बचने के लिए आवश्यक है. हवा में सेंसर प्रतिक्रिया जब समाधान की तुलना में अलग है क्योंकि हवा खाई विकृतियों संकेत की ओर जाता है. आगे पम्पिंग मोड में इस मुद्दे को अक्सर द्रव का प्रवाह बाधित जो सामना करना पड़ा था. इस वापसी मोड में सिरिंज पंप संचालन से बचा था.
उच्च पृष्ठभूमि ईओण समाधान में उच्च आवृत्ति विद्युत मापन के लिए प्रतिक्रिया माप सेटअप से गूंज नुकसान के कारण 30-40 मेगाहट्र्ज से गिरा दिया. हम होनामानना यह कम parasitics साथ उपकरणों को डिजाइन करने से सुधार किया जा सकता है. अनुकूलित फाटक SWNT दूरी और छोटे BNC और SMA केबल संवेदनशीलता को बेहतर बनाने में मदद मिल सकती है.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
लेखकों वे कोई प्रतिस्पर्धा वित्तीय हितों की है कि घोषित.
Acknowledgments
हम जल्दी चर्चा के लिए कॉर्नेल विश्वविद्यालय में प्रोफेसर पॉल McEuen धन्यवाद. काम शुरू हुआ निधि मिशिगन विश्वविद्यालय और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन स्केलेबल Nanomanufacturing कार्यक्रम (डीएमआर 1120187) द्वारा प्रदान द्वारा समर्थित है. इस काम मिशिगन विश्वविद्यालय, राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित राष्ट्रीय नैनो इंफ्रास्ट्रक्चर नेटवर्क का एक सदस्य पर Lurie Nanofabrication सुविधा का इस्तेमाल किया.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| REAGENTS | |||
| Reagents which were provided within Lurie Nanofabrication Facility (University of Michigan) are marked as LNF in the catalogue column. Chemicals which require protective equipment (gloves, safety goggles, face mask, apron) and/or fume hood are denoted with PPE in comments section. | |||
| Silicon wafers (P-type, <100>, 500-550 μm thick) | Silicon Valley Microelectronics | ||
| SPR 220 3.0 | Dow (Rohm and Haas) | Megaposit SPR | PPE |
| AZ 300MIF | AZ Electronic Material Corporation | PPE | |
| Acetone | J T Baker | 9005-05 | PPE |
| Isopropanol (IPA) | J T Baker | 9079-05 | |
| Buffered Hydrofluoric Acid | Transene | PPE | |
| 1-Pyrene Butanoic Acid, succinimidyl ester | Molecular Probes | P130 | PPE |
| Biotin PEO Amine | Thermo Scientific | EZ- Link PEG2 Biotin, # 21346 | PPE |
| Streptavidin | Invitrogen | S 888 | PPE |
| Dimethylformamide | MP Biomedicals | 0219514791 | PPE |
| Polydimethylsiloxane Elastomer Base and Curing Agent | Dow Corning | Sylgard 184 Elastomer Kit | PPE |
| SU-8 2015 | Microchem | Y111064 | PPE |
| SU-8 Developer | Microchem | Y020100 | PPE |
| Silanizing agent | Sigma Aldrich | 452807 | PPE |
| Hydrogen | Purity Plus | LNF | |
| Ethylene | Purity Plus | LNF | |
| Argon | Purity Plus | LNF | |
| Phosphate Buffer Saline System | Sigma Aldrich | PBS1 | |
| EQUIPMENT | |||
| Equipment provided by Lurie Nanofabrication Facility (University of Michigan) is denoted as LNF in Catalogue column. | |||
| GCA 200 Autostepper | GCA | LNF | |
| Low Pressure Chemical Vapor Deposition Tool | Tempress | LNF | |
| e-beam Evaporator | Enerjet | LNF | |
| CNT growth Furnace | First Nano | Easy Tube 3000 (LNF) | |
| Photomasks | Nanofilm | LNF | |
| Petri dish (150mm) | LNF | ||
| Desiccator | Bel-Art | F420100000 | |
| Biopsy Punch | Ted Pella | 15071/78 | |
| Scalpel | Ted Pella | 548 | |
| Polyethylene Tubing PE-50 | VWR | 20903-414 | |
| Syringe Pump | New Era Pump Systems | NE-1000 | |
| Syringe | Fisher Scientific | BD Safety-Lok Syringes | |
| Syringe Needles | Fisher Scientific | 14-821-13A | |
| DAQ card | National Instruments | 779111-01 | |
| GPIB connector | National Instruments | 778032-51 | |
| Lock-in Amplifier | Stanford Research Systems | SR 830 | |
| Frequency Generator | HP Agilent | 8648B, 9kHz -2GHz | |
| Bias Tee | Picosecond | 5575A-104 | |
| Current Preamplifier | DL Instruments, LLC | DL 1211 | |
| BNC cables | Allied Electronics | 665-xxxx | |
| SMA cables | Sentro Tech Corp | SCF65141 | |
References
- Dekker, C. Carbon nanotubes as molecular quantum wires. Phys. Today. 52, 22-28 (1999).
- McEuen, P. L., Fuhrer, M. S., Park, H. K.
- Duan, X. F., Huang, Y., Cui, Y., Wang, J. F., Lieber, C. M. Indium phosphide nanowires as building blocks for nanoscale electronic and optoelectronic devices. Nature. 409, 66-69 (2001).
- Cui, Y., Zhong, Z. H., Wang, D. L., Wang, W. U., Lieber, C. M. High performance silicon nanowire field effect transistors. Nano Letters. 3, 149-152 (2003).
- Heller, I., Janssens, A. M., et al. Identifying the mechanism of biosensing with carbon nanotube transistors. Nano Letters. 8, 591-595 (2008).
- Stern, E., Wagner, R., et al. Importance of the debye screening length on nanowire field effect transistor sensors. Nano Letters. 7, 3405-3409 (2007).
- Zhang, G. J., Zhang, G., et al. DNA sensing by silicon nanowire: Charge layer distance dependence. Nano Letters. 8, 1066-1070 (2008).
- Sorgenfrei, S., Chiu, C. -y, Johnston, M., Nuckolls, C., Shepard, K. L. Debye Screening in Single-Molecule Carbon Nanotube Field-Effect Sensors. Nano Letters. 11, 3739-3743 (2011).
- Appenzeller, J., Frank, D. J. Frequency dependent characterization of transport properties in carbon nanotube transistors. Applied Physics Letters. 84, 1771-1773 (2004).
- Rosenblatt, S., Lin, H., Sazonova, V., Tiwari, S., McEuen, P. L. Mixing at 50 GHz using a single-walled carbon nanotube transistor. Applied Physics Letters. 87, (2005).
- Kulkarni, G. S., Zhong, Z. H. Detection beyond the Debye Screening Length in a High-Frequency Nanoelectronic Biosensor. Nano Letters. 12, 719-723 (2012).
- Sazonova, V. A Tunable Carbon Nanotube Resonator. , Cornell University. (2006).
- Chen, R. J., Zhang, Y. G., Wang, D. W., Dai, H. J. Noncovalent sidewall functionalization of single-walled carbon nanotubes for protein immobilization. Journal of the American Chemical Society. 123, 3838-3839 (2001).
- Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. Rapid prototyping of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane. Analytical Chemistry. 70, 4974-4984 (1998).
- Zheng, G. F., Patolsky, F., Cui, Y., Wang, W. U., Lieber, C. M. Multiplexed electrical detection of cancer markers with nanowire sensor arrays. Nature Biotechnology. 23, 1294-1301 (2005).
- Star, A., Han, T. R., Gabriel, J. C. P., Bradley, K., Gruner, G. Interaction of aromatic compounds with carbon nanotubes: Correlation to the Hammett parameter of the substituent and measured carbon nanotube FET response. Nano Letters. 3, 1421-1423 (2003).
- Besteman, K., Lee, J. O., Wiertz, F. G. M., Heering, H. A., Dekker, C. Enzyme-coated carbon nanotubes as single-molecule biosensors. Nano Letters. 3, 727-730 (2003).
- Snow, E. S., Perkins, F. K., Houser, E. J., Badescu, S. C., Reinecke, T. L. Chemical detection with a single-walled carbon nanotube capacitor. Science. 307, 1942-1945 (2005).
- Kong, J., Franklin, N. R., et al. Nanotube molecular wires as chemical sensors. Science. 287, 622-625 (2000).
- Star, A., Tu, E., et al. Label-free detection of DNA hybridization using carbon nanotube network field-effect transistors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103, 921-926 (2006).
- Patolsky, F., Zheng, G. F., Lieber, C. M.
- Stern, E., Klemic, J. F., et al. Label-free immunodetection with CMOS-compatible semiconducting nanowires. Nature. 445, 519-522 (2007).
- Krivitsky, V., Hsiung, L. -C., et al. Nanowires Forest-Based On-Chip Biomolecular Filtering, Separation and Preconcentration Devices: Nanowires Do it All. Nano Letters. 12, 4748-4756 (2012).
- Kong, J., Soh, H. T., Cassell, A. M., Quate, C. F., Dai, H. J. Synthesis of individual single-walled carbon nanotubes on patterned silicon wafers. Nature. 395, 878-881 (1998).
- Liu, G., Velasco, J., Bao, W. Z., Lau, C. N. Fabrication of graphene p-n-p junctions with contactless top gates. Applied Physics Letters. 92, (2008).
- Katz, E., Willner, I. Probing biomolecular interactions at conductive and semiconductive surfaces by impedance spectroscopy: Routes to impedimetric immunosensors, DNA-Sensors, and enzyme biosensors. Electroanalysis. 15, 913-947 (2003).
- K'Owino, I. O., Sadik, O. A. Impedance spectroscopy: A powerful tool for rapid biomolecular screening and cell culture monitoring. Electroanalysis. 17, 2101-2113 (2005).
- Elnathan, R., Kwiat, M., et al. Biorecognition Layer Engineering: Overcoming Screening Limitations of Nanowire-Based FET Devices. Nano Letters. 12, 5245-5254 (2012).
