集成電化學(xué)與FET的微納諧振生物傳感器研究.pdf

1、生物傳感器，特別是基于界面的親和型生物傳感器近年來(lái)發(fā)展迅速，在生物、化學(xué)、醫(yī)療等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。得益于微米納米技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器不斷向微觀尺度發(fā)展，呈現(xiàn)高密度集成、高靈敏度檢測(cè)、智能型傳感等趨勢(shì)?；趬弘娦?yīng)的薄膜體聲波傳感器因其體積小、功耗低、靈敏度高、與CMOS工藝兼容、易于陣列化從而實(shí)現(xiàn)高通量檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，而受到廣泛關(guān)注。
　　本論文緊扣這一研究熱點(diǎn)，進(jìn)一步探索了薄膜體聲波傳感器的應(yīng)用，并借鑒了多種檢測(cè)技術(shù)在單芯片

2、上集成的已有研究成果，提出了電化學(xué)/場(chǎng)效應(yīng)管與薄膜體聲波諧振器的硅基單片集成方案。制造了該集成單芯片，搭建了電化學(xué)工作電極-薄膜體聲波諧振器、場(chǎng)效應(yīng)管延伸柵極-薄膜體聲波諧振器兩套測(cè)試系統(tǒng)，成功檢測(cè)了葡萄糖濃度變化、DNA雜交、層層自組裝聚合物薄膜生長(zhǎng)、抗體-抗原蛋白特異性結(jié)合等過(guò)程，從而驗(yàn)證了該集成單芯片傳感器的有效性與實(shí)用性。
　　本論文的研究?jī)?nèi)容和成果可以歸納為以下幾個(gè)方面：
　　1、提出了以氮化鋁薄膜為核心的單片集成

3、電化學(xué)/場(chǎng)效應(yīng)管的薄膜體聲波傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有電化學(xué)/電荷、重力（質(zhì)量）、粘度多種檢測(cè)模式，具備獲取復(fù)雜界面信息的能力。
　　2、在硅基單芯片上集成了電化學(xué)工作電極與薄膜體聲波諧振器兩種傳感器，通過(guò)檢測(cè)界面質(zhì)量變化優(yōu)化了生物敏感膜的生長(zhǎng)條件，并通過(guò)對(duì)氧化還原反應(yīng)電流、溶液粘度變化的監(jiān)控實(shí)時(shí)檢測(cè)了葡萄糖濃度變化。
　　3、在硅基單芯片上集成了場(chǎng)效應(yīng)管延伸柵極與薄膜體聲波諧振器兩種傳感器，成功檢測(cè)了聚電解質(zhì)層層自組裝過(guò)程，以及