基于二維材料的DNA檢測(cè)器件制造及應(yīng)用研究.pdf

1、納米孔DNA檢測(cè)技術(shù)作為第三代基因測(cè)序技術(shù)的引領(lǐng)者，具有免標(biāo)記、免擴(kuò)增、大通量等優(yōu)點(diǎn)，是最有希望實(shí)現(xiàn)低成本快速測(cè)序的方法。納米孔DNA檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用的納米孔材料包括固態(tài)納米孔和生物納米孔，隨著半導(dǎo)體加工技術(shù)越來越成熟，固態(tài)納米孔正逐漸在納米孔DNA檢測(cè)技術(shù)中嶄露頭角。當(dāng)二維材料被發(fā)現(xiàn)并成功實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室制備之后，如何將二維材料的優(yōu)秀性能與納米孔DNA檢測(cè)有機(jī)結(jié)合起來已經(jīng)成為該領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。本文采用實(shí)驗(yàn)的辦法，選取二維材料中的石墨烯和Mo

2、S2（二硫化鉬）作為納米孔材料，制備了納米孔器件，并進(jìn)行了DNA檢測(cè)研究。
　　針對(duì)石墨烯材料，本文分析對(duì)比了氧化還原、碳化硅熱解外延、機(jī)械剝離以及化學(xué)氣相沉積等制備方法，最后選擇以化學(xué)氣相沉積法來制備用于納米孔DNA檢測(cè)的石墨烯，在以銅箔為襯底、甲烷為碳源的實(shí)驗(yàn)條件下成功制得了高質(zhì)量大面積的單層石墨烯并成功轉(zhuǎn)移至用于DNA檢測(cè)的Si3N4/Si基底上?；谵D(zhuǎn)移好的石墨烯，本文利用聚焦離子束系統(tǒng)制備出了納米孔器件進(jìn)行了DNA檢測(cè)實(shí)

3、驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用等離子處理石墨烯納米孔能夠顯著改善納米孔的親水性、增大納米孔的有效直徑和減少DNA檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的噪音;利用石墨烯納米孔能夠?qū)崿F(xiàn)單鏈DNA的檢測(cè)以及單鏈DNA與雙鏈DNA的區(qū)分。
　　針對(duì)MoS2材料，本文就目前只能通過機(jī)械剝離方法來制備高質(zhì)量MoS2二維材料的情況，開發(fā)了一種能應(yīng)用于絕大多數(shù)機(jī)械剝離二維材料的高精度可控轉(zhuǎn)移方法，在不對(duì)二維材料本身以及目標(biāo)基底造成破壞的情況下，成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)械剝離MoS2向Si3N4