Yöntem makalesi

Hassas Biyoalgılamayı Mümkün Kılan Çözelti Kapılı İndiyum-Kalay-Oksit Bazlı Tek Parça Transistör İmalatı

DOI:

10.3791/68755

⸱

29 Ağustos 2025

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

Bu makalede

Özet

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

Bu protokol, kısa ve basit bir işlem (yaklaşık yarım gün) kullanılarak çözelti kapılı bir FET sensörü (örn. pH sensörü) olarak yapılabilen tek parça indiyum-kalay oksit (ITO) bazlı iyona duyarlı alan etkili transistörün (ISFET) üretimini açıklar. Bu tek parça ITO-ISFET, biyoalgılamaya da uygulanabilir.

Özet

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

Bu raporda, biyoalgılama için çözelti kapılı tek parça indiyum-kalay oksit (ITO) bazlı iyona duyarlı alan etkili transistör (ISFET) (ITO-ISFET) üretmek için basit ve hızlı bir yöntem sunulmaktadır. ITO iletken bir oksit olmasına rağmen, yaklaşık 20 nm veya daha az bir tükenme tabakası kalınlığında yarı iletken özellikler sergiler, bu da onu pH'a duyarlı çözelti kapılı bir ISFET'in kanalı olarak uygun hale getirir. Spesifik olarak, iletken bir ITO tek ince filmin orta kısmını ultra ince hale getirmek için asidik bir çözelti ile aşındırarak, yarı iletken bir kanala sahip tek parça bir ITO-ISFET üretilebilir. Kaynak, drenaj elektrotları ve kanal, herhangi bir arayüz olmadan tamamen entegre edilmiştir. ITO kanal yüzeyi daha sonra bir referans elektrot ile numune çözeltilerine batırılır ve bu da çözelti kapılı bir ISFET olarak işlev görmesini sağlar. Bu nedenle, tek parça ITO-ISFET, sadece püskürtme ve ardından bir fotolitografi tekniği ile aşındırma kullanılarak basit ve hızlı bir şekilde üretilebilir ve numune çözeltisi uygun bir şekilde kapı görevi görür.

Giriş

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

Biyolojik ortamlardaki iyonları tespit etmek için çözelti kapılı iyona duyarlı alan etkili bir transistör (ISFET) önerildi1. Bu cihazda, bir elektrolit çözeltisi, çözeltide bir referans elektrot kullanılması gerekli olmasına rağmen, bir metal oksit yarı iletken (MOS) transistördeki metal bir geçit yerine çözelti ile kapı yalıtkanı arasındaki arayüzey potansiyelini indükler. Bir kapı yalıtkanı çoğunlukla Ta2O5, Al2O3, SiO2 ve Si3N4 gibi oksit veya nitrür membranlardan oluşur; bu nedenle, bir çözeltideki oksit veya nitrür yüzeyindeki hidroksil grupları, protonasyon (−OH + H+figure-introduction-1−OH2+) ve protondan arındırma (−OH figure-introduction-2−O- + H+) yoluyla hidrojen iyonları ile denge durumuna ulaşır, çünkü pH'daki değişiklik, alan etkisi 2,3 ilkesi temelinde yüzey yükündeki değişiklikten tespit edilir (Ek Şekil 1). Bu nedenle orijinal ISFET sensörü pH sensörü olarak kullanılmaya devam edilmektedir. Bu tür ISFET sensörleri çoğunlukla bir silikon alt tabakaya sahiptir, ancak son zamanlarda pH'a duyarlı ISFET sensörlerine çeşitli yarı iletken malzemeler uygulanmıştır, bu da elektrolit çözeltisi ile temas halinde olan kapı yalıtkanının veya kanal yüzeyinin hidroksi grupları, karboksi grupları ve amino grupları 4,5,6,7,8,9 gibi fonksiyonel gruplar tarafından kaplanmasını gerektirir.

Kapı yalıtkanı veya kanal yüzeyi biyolojik veya kimyasal olarak aktif reseptörlerle modifiye edilmiş böyle bir çözelti kapılı ISFET, bazı elektronik cihazlara yerleştirilebilen taşınabilir biyosensörlereuygulanmıştır 10,11,12. Genellikle biyo-FET olarak adlandırılan bu biyolojik olarak birleştirilmiş kapı (kanal) FET, vücut sıvılarında bulunan biyomoleküllerin veya iyonların yüklerini tespit ederek nicel ve seçici biyoalgılamayı gerçekleştirmelidir. Ek olarak, son zamanlarda biyo-FET'lerin hassasiyetini artırmak için MoS2, WSe213,14, grafen15,16 ve Si nanoteller17,18 gibi çeşitli düşük boyutlu malzemeler kullanılmıştır. Bununla birlikte, yapı ve imalat süreçleriyle ilişkili karmaşıklık, düşük boyutlu biyo-FET'lerin yaygın kullanımını engellemiştir, çünkü bunlar genellikle kanal, kaynak/drenaj elektrotları ve kapı yalıtım filmi için farklı malzemeler gerektirir.

Önceki çalışmamız, tek parçalı bir indiyum kalay oksit tabakasının (ITO), iletken bir oksit olan ITO'nun kalınlığı ~20 nm kadar küçük olduğunda yarı iletken hale gelmesi temelinde iki boyutlu (2D) benzeri bir biyo-FET olarak çalışabileceğini ortaya koydu 19,20,21,22. İletken bir ITO tek ince filmin orta kısmının asidik bir çözelti ile aşındırılarak ultra ince hale getirilmesiyle, tek parça ITO'nun yarı iletken bir kanal ile imal edilmesini sağlar, kaynak ve boşaltma elektrotları ve herhangi bir arayüz olmadan kanal tam olarak entegre edilebilir21,22. Daha sonra, ITO kanal yüzeyi bir referans elektrot ile numune çözeltilerine batırılır, böylece çözelti kapılı bir ITO-ISFET olarak işlevselleştirilir. Çözelti kapılı tek parça ITO-ISFET, geleneksel bir çözelti kapılı silikon bazlı ISFET'e kıyasla, esas olarak ITO kanal yüzeyinin bir numune çözeltisi ile doğrudan temasına atfedilen daha dik bir eşik altı eğimi (SS) gösterir (Ek Şekil 1B). Bu, ITO kanal/çözüm arayüzündeki nispeten büyük bir elektrikli çift katmanlı kapasitansın, SS 19,20,21,22'yi belirleyen baskın bir faktör olarak hareket ettiği anlamına gelir. Ayrıca, çözelti kapılı tek parça ITO-ISFET, kimyasal bir termodinamik ilişkiye (yani, Nernst denklemi) göre pH duyarlılığını gösterir4,19,21. Sulu bir çözelti ile temas halinde olan ITO kanal yüzeyi, diğer oksit veya nitrür membranlar 2,3 ile aynı şekilde, pH'a bağlı olarak pozitif yüklü hidrojen iyonları ile denge durumunu koruyan hidroksi gruplarına uygun bir şekilde sahiptir. Ayrıca, çözelti kapılı tek parça ITO-ISFET'in işlevsel hale getirilmesiyle, virüsler ve DNA molekülleri gibi biyomoleküllerin tespit edilmesi mümkün olmuştur20,22.

Bu makale, biyoalgılama için çözüm kapılı tek parça bir ITO-ISFET üretmenin basit ve hızlı bir yolunu açıklamaktadır. Özellikle, imalat için fotolitografi ve aşındırma işlemleri basitçe kullanılır ve daha sonra bir referans elektrot ile ITO kanal yüzeyine bir elektrolit çözeltisi eklenir; yani, bir numune çözeltisi, bir çözelti kapısı elektrodu görevi görür. Bu nedenle, çözelti kapılı tek parça ITO-ISFET, yalnızca yarım gün süren üretim süreciyle elde edilen bir pH sensörü olarak çalışır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

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

Bu çalışmada kullanılan reaktifler ve ekipmanlar Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Tek parça ITO-ISFET imalatı (Şekil 1A)

  1. OFPR-800'ün Desenlenmesi
    1. Cam alt tabakayı (12 mm × 24 mm) aseton, metanol ve su ile her biri 5 dakika boyunca sonikasyon ile yıkayın. Ardından, alt tabakayı bir N2 gaz üfleyici ile kurutun ve ardından alt tabakayı tamamen kurutmak için sıcak bir plaka üzerinde 110 °C'de 5 dakikadan daha uzun süre pişirin.
    2. Cam alt tabakayı 5 saniye boyunca 500 rpm'de ve 30 saniye boyunca 3000 rpm'de bir OFPR-800 katmanı ile döndürün. Kaplamanın homojenliğini kontrol edin.
    3. Alt tabakayı 110 °C'de sıcak bir plakada 5 dakika önceden pişirin. Ardından, alt tabakayı oda sıcaklığına soğutun.
    4. Fotoğraf maskesi filmini alt tabakanın fotorezist kaplı tarafına yerleştirin ve bantla sabitleyin (Ek Şekil 2A).
    5. Alt tabakayı bir fotolitografi makinesinde 40 saniye boyunca UV'ye (200 W) maruz bırakın.
      NOT: Maruz kalma süresi, kullanılan ekipmana bağlıdır ve gerekli fotorezist dozuna bağlıdır.
    6. Alt tabakayı fotolitografi makinesinden çıkarın ve fotoğraf maskesini çıkarın.
    7. NMD-3'te fotorezisti 1 dakika boyunca geliştirin ve fotorezistin keskin bir desen oluşturduğundan emin olun. Ardından, alt tabakayı suya batırarak yıkayın.
    8. N2 gazı üfleyerek alt tabakayı kurutun. Ardından, alt tabakayı 110 °C'de bir ocak gözü üzerinde 5 dakika pişirin.
  2. ITO'nun İfade Verilmesi
    1. Alt tabakayı bantla bir alt tabaka tutucusuna sabitleyin ve bir püskürtme makinesinin vakum odasına yerleştirin.
    2. Püskürtme odasını 10-3 Pa'nın altına pompalayın.
    3. Isıtma olmadan Ar gazı (0,2 Pa) altında 4 nm / dk'da radyo frekansı püskürtme ile ~ 100 nm kalınlığa ITO (ağırlıkça%2 3 90 ve SnO2 ağırlıkça %10) biriktirin.
  3. SU-8'in Modellenmesi (Şekil 1B)
    1. Her biri 5 dakika boyunca aseton, metanol ve su içinde sonikasyon ile fotorezisti kaldırın. Alt tabakalar üzerinde küçük ITO parçaları kalmadığından emin olun. Kirlenme şiddetli görünüyorsa, temiz bir silecekle silin ve ardından alt tabakayı tekrar sonikasyon ile temizleyin.
    2. Alt tabakayı bir N2 gaz üfleyici ile üfleyin. Ardından, alt tabakayı tamamen kurutmak için alt tabakayı 110 °C'de sıcak bir plaka üzerinde pişirin.
    3. Cam alt tabakayı 5 sn boyunca 500 rpm'de ve 30 sn boyunca 6000 rpm'de bir SU-8 3005 tabakası ile döndürün. Kaplamanın homojenliğini kontrol edin.
    4. Alt tabakayı 95 °C'de sıcak bir plaka üzerinde 5 dakika önceden pişirin ve ardından alt tabakayı oda sıcaklığına soğutun.
    5. Fotoğraf maskesi filmini fotorezist kaplı alt tabakaya yerleştirin ve bantla sabitleyin (Ek Şekil 2B).
    6. Alt tabakayı 7 saniye boyunca UV'ye (200 W) maruz bırakın. Ardından, alt tabakayı fotolitografi makinesinden çıkarın ve fotoğraf maskesini çıkarın.
    7. Alt tabakayı 65 °C'de 2 dakika ve 95 °C'de 5 dakika pişirin.
    8. SU-8 geliştiricisinde fotorezisti güçlü çalkalama altında 3 dakika boyunca geliştirin. Ardından, alt tabakayı 2-propanol içinde 1 dakika yıkayın. Fotorezistin tam olarak geliştiğinden emin olun.
    9. N2 gazı üfleyerek alt tabakayı kurutun.
  4. Aşındırma ile yarı iletken ITO kanalının oluşumu (Şekil 1C)
    1. 0.1 M hidroklorik asit (HCl) hazırlayın.
    2. Kaynak ve boşaltma elektrotlarını Şekil 1B'de gösterildiği gibi bir yarı iletken parametre analizörüne bağlayın.
    3. Klasik Test sekmesini seçin ve ardından I/VT Örnekleme'yi seçin.
    4. Örnekleme aralığını 0,5 s olarak ayarlayın.
    5. Kaynak ve boşaltma elektrotları arasına 1 V'luk bir voltaj uygulayın ve başlangıç akımını (IDS0) belirleyin.
    6. Hazırlanan HCl çözeltisinden (30 μL) bir damla açıkta kalan ITO kanal alanına yerleştirin. Damlanın kanal alanını tamamen kapladığından emin olun.
    7. Kaynak ve boşaltma elektrotları arasındaki akımı izleyerek iletkenlikteki değişimi izleyin. Akım, ilk IDS0'ın %10'una düşene kadar aşındırmaya devam edin.
    8. ITO kanal kalınlığını (~10-20 nm) kontrol etmek için aşındırma akımı oranı ilk IDS0'ın %10'una ulaşır ulaşmaz aşındırmayı durdurmak için ITO kanalını hemen deiyonize su ile durulayın. Bu, kaynak, kanal ve boşaltma elektrotları arasında hiçbir arayüz olmayan tek parçalı bir transistör olarak kabul edilir.
    9. Tek parça transistörü bir N2 gaz üfleyici kullanarak kurutmak için N2 gazını hafifçe üfleyin.
    10. Ölçüme kadar cihazları vakumlu bir desikatörde saklayın.

2. Tek parça ITO-ISFET'in elektriksel ölçümleri

  1. Elektriksel ölçüm sisteminin kurulması
    1. Tek parça transistörün kaynak ve boşaltma elektrotlarını bir test fikstürü aracılığıyla yarı iletken parametre analizörüne bağlayın.
    2. ITO kanal yüzeyinin etrafına, içine bir numunenin yerleştirildiği bir kuyu olarak bir silikon O-ring yerleştirin.
    3. Çözelti ile ITO kanal yüzeyi arasında doğrudan teması sağlamak için silikon O-ringe dikkatlice 30 μL fosfat tamponu (PB, pH 7.41) veya diğer standart pH tampon çözeltileri (pHs 4.01, 6.86, 7.41 ve 9.18) ekleyin. Bu çözelti, kapı elektroliti olarak işlev görür.
    4. Kapı elektrolitine bir tuz köprüsü ile bağlanan doymuş bir KCl çözeltisine bir Ag/AgCl referans elektrodu yerleştirin.
    5. Ag/AgCl referans elektrodunu, kapı elektrodu olarak çalışan yarı iletken parametre analizörüne bağlayın.
    6. B1500A'yı açın ve EasyEXPART yazılımını başlatın, ardından Çalışma Alanı'nı açın.
  2. IDS-V GS transfer özellikleri
    1. Klasik Test sekmesini seçin ve ardından G/D Süpürme'yi seçin.
    2. Kaynak elektrodu toprağa bağlayın.
    3. Parametreyi 1 V'luk sabit bir tahliye voltajı (VDS) uygulayacak şekilde ayarlayın.
      NOT: Suyun elektrolizini önlemek için her elektrotun potansiyeli -1 V - 1 V olmalıdır.
    4. Kapı voltajlarının süpürme aralığını (VGS) -0,8 V - +0,8 V'ye ve süpürme hızını yaklaşık 50 mV/s'ye ayarlayın.
      NOT: Süpürme hızı, PLC modunda "adım sayısı" 141'e ve "gecikme" 10 ms'ye ve "A/D dönüştürücü" HR ADC'ye ayarlanarak kontrol edilebilir (Faktör: 2).
    5. Yineleme sayısını 10 döngü olarak ayarlayın ve analiz için son döngüden elde edilen verileri kullanın. Eşzamanlı olarak, kaynak ve geçit elektrotları (IGS) arasındaki kaçak akım elde edilir.
    6. Ölçümü başlatın.
      NOT: Tüm ölçüm verileri otomatik olarak "Sonuçlar" sekmesine kaydedilir.
  3. IDS-V DS transfer özellikleri
    1. Uygulama Testi sekmesinde CMOS kategorisini seçin, ardından Id-Vd modunu seçin
    2. VGS'yi 0.8 V aralıklarla 0.1 V'tan 0.1 V'a sırayla değişecek şekilde ayarlayın.
    3. 0 V aralıklarla 1 V ila 0.01 V arasında süpürmek için her VGS için VDS'yi ayarlayın.
    4. Ölçümü başlatın.
  4. Takip adımları
    1. O-ringi çıkarın ve kanal yüzeyini deiyonize su ile durulayın. Daha sonra tek parça ITO cihazını N2 gazı üfleyerek kurutun.
    2. Cihazı vakumlu bir desikatörde saklayın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

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

Şekil 2A , aşındırma sırasında ölçülen akımdaki (IDS0) değişikliği göstermektedir. IDS0 , aşındırma başladıktan sonra yaklaşık 800 s civarında neredeyse sabit kaldı. Daha fazla aşındırma ile IDS0 hızla azalmaya başladı. Bu, ITO filminin kalınlığının azaldığını ve ITO filmindeki19 tükenme tabakasının kalınlığına yaklaştığını gösterir; Böylece taşıyıcı olarak elektronlar kanal içindeki yüzey potansiyelinden etk...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

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

Yukarıdaki protokole göre, tek parça ITO-ISFET, kısa ve basit bir işlemle (yaklaşık yarım gün) çözelti kapılı bir FET sensörü (örn. pH sensörü) olarak üretilebilir. ITO, yaklaşık 20 nm veya daha az bir tükenme tabakası kalınlığında yarı iletken özellikler sergiler, bu da onu pH'a duyarlı çözelti kapılı bir ISFET'in kanalı olarak uygun hale getirir.

İletken bir ITO tek ince filmin orta kısmını ultra ince hale getirmek için asidik bir çözelti ile aşındırarak, ya...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

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

Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Teşekkürler

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

Bu araştırma MERIT, WINGS Programı ve Tokyo Üniversitesi tarafından desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
1 milyon HClFUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.083-01095
2-propanolFUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.166-04831
AsetonFUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.019-00353
Tarım teliNilaco ŞirketiAG-401385 Serisi
AgarFUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.010-15815
Tampon Çözelti Standardı (Fosfat pH Standardı Equimolal Çözelti) pH6.86 (25 derece C)FUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.025-03195
Tampon Çözelti Standardı (Ftalat pH Standart Çözeltisi) pH4,01 (25 derece C)FUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.028-03185
Tampon Çözelti Standardı (Tetraborat pH Standart Çözeltisi) pH9,18 (25 derece C)FUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.028-03205
Karbon bantNisshin-EM7321
Elektrokimyasal AnalizörBAS Enstrümanı618 E
Film maskesiUnnoGiken Co., Ltd.ısmarlama
Sıcak plakaOne Corp. olarakND-1
MetanolFUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.137-01823
Mikro Kapak CamıMatsunami Cam Sanayi, Ltd12&kez; 24 No.5cam alt tabaka için
MikropipetEppendorf SE3123000055
NMD-3Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.NMD-3
OFPR-800 SerisiTokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.OFPR-800 Serisi
Fosfat pH standart çözeltisiFUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.166-17445
Fotolitografi MakinesiNeutronix BeşliDoktora Q-2001CT
Pottasium ChrolideFUJIFILM Wako Saf Kimyasallar A.Ş.163-03545
Yarı İletken Cihaz Parametre AnalizörüTuş görüşüB1500A GrubuSoftwere Verion: Rev 5 ve 6
Yarı İletken Cihaz Parametre Analizörü Kaynak ölçüm birimleriTuş görüşüB1517A Hakkındakaynak, drenaj ve kapı için   
Yarı İletken Cihaz Parametre Analizörü Test FikstürüTuş görüşüB1500A Opt A5F
Silisonce O-ringMasuokaTokyo Co., Ltd.P-5
Spin kaplayıcıMIKASA Co., LtdMS-A100 Serisi
Püskürtme makinesiULVAC A.Ş.ısmarlama
SU-8 3005Nippon Kayaku Co., Ltd.SU8-3005
SU-8 geliştiricisiNippon Kayaku Co., Ltd.SU-8 Geliştirici
Ultrasonik banyoSND Co., Ltd.ABD-102
Beyaz Işık İnterferometresiKEYENCE A.Ş.VK-X3000 Serisi

Kaynaklar

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

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

zelti Kap l Transist ryon Duyarl FETBiyosens r CihazpH l mFotolitografi Tekni iSputtering BiriktirmeKanal A nd rmaReferans ElektrotE ik Alt E imi

İlgili makaleler