本文提出并系统研究了一种基于栅极覆盖源-沟道绝缘体上硅隧穿场效应晶体管（GOSC-SOI-TFET）的高灵敏无标记介电调制生物传感器。该器件采用不对称双栅结构，并在栅-源界面附近设置纳米腔，以增强静电控制并提高带间隧穿（BTBT）效率。作者利用包含非局域BTBT和陷阱辅助隧穿模型的TCAD仿真框架，评估传感器对中性及带电生物分子的响...
本文通过 TCAD 仿真设计并分析了一种垂直堆叠全栅介电调制纳米片场效应晶体管（DM-NSFET）生物传感器，用于无标记检测 SW620、HEK293 等癌症生物分子以及 DNA、明胶等生物分子。该器件在栅极电极下方的 HfO2 介质两侧嵌入纳米空腔，使生物分子进入空腔并调制器件电学特性；全栅结构增强栅控能力并提高灵敏度。研究从亚阈...
本文提出一种介电调制双源三栅隧道场效应晶体管（DM-DSTG TFET）生物传感器，用于生物分子的无标记检测，并采用 Silvaco Atlas 仿真器对其性能进行系统评估。器件将双源置于三平行栅形成的两个空腔内，并在源极、部分沟道与栅极之间设计空腔，用于生物分子偶联。通过改变空腔中生物分子的介电常数，分析器件电场、表面势和能带图的...
本研究系统考察了一种基于氮化镓（GaN）沟道的纳米生物传感器，其采用介电调制三栅鳍式场效应晶体管（TGFinFET）结构，并分别引入均匀掺杂与高斯掺杂沟道。器件在栅极区域下方设置纳米空腔，用于容纳并分析多种生物分子。栅介质采用氧化铪（HfO2），介电常数为25，可增强器件开关比。研究评估了与生物分子识别相关的电学参数，包括开关比、漏...
本文通过量子模拟方法研究了缩小尺寸对新型无标记DNA传感器灵敏度的提升作用。该传感器基于亚10 nm介电调制过渡金属二硫化物场效应晶体管（DM-TMD FET），采用弹道输运条件下自洽求解量子输运方程与静电方程的计算方法。研究利用介电调制作为无标记生物传感机制，用于检测中性DNA分子，并系统分析了能带轮廓、电荷密度、电流谱、局域态密...
持续出现的SARS-CoV-2基因突变可能无意中增加人类传播、死亡率和病情加重。由于目前缺乏特异性药物治疗或疫苗，快速检测和有效治疗对控制新冠疫情至关重要。生物TFET相比生物FET具有更高灵敏度和更快响应，而后者更易受较大亚阈值摆幅和短沟道效应影响。本文提出一种介电调制双栅异质结隧穿场效应晶体管生物传感器（DG-bioHTFET）...
本文设计并仿真了一种基于电荷等离子体掺杂的过渡金属硫族化合物（TMD）异质结隧道场效应晶体管（TFET）介电调制生物传感器。器件以单层 WTe2 为源、单层 MoS2 为沟道和漏，形成 WTe2–MoS2 异质结，利用能带偏移提高开启电流并抑制双极性电流；电荷等离子体掺杂通过 Pt 源电极和 Hf 漏电极实现 p+ 与 n+ 区域，...
本文通过模拟方法提出一种基于顶栅金属-铁电-金属（MFM）石墨烯纳米带场效应晶体管（TG-MFM GNRFET）的无标记 DNA 纳米传感器。该传感器以介电调制为 DNA 检测原理，采用严格量子模拟与 Landau–Khalatnikov 方程耦合的计算方法，在弹道输运条件下评估器件行为。研究分析了 DNA 分子对势分布、铁电诱导栅...
本文首次提出一种无标记无结半导体器件新构型，用于提高生物分子识别灵敏度。与传统在栅氧化层中制作纳米空腔不同，该设计将纳米空腔置于沟道区，适用于具有高工作电流的SOI无结生物器件。为更好调控导电机制，在埋氧层内沟道下方制作孔沟槽，通过调制能带提升传感性能。与需要较厚栅氧化层以捕获生物分子的传统生物传感器相比，该器件可在极薄栅氧化层下工...
本文提出并模拟了一种采用高-k叠层栅氧的双金属异质结隧穿场效应晶体管（BM-SO-HTFET）生物传感器，其源区采用Si0.6Ge0.4材料。异质结与叠层栅氧的协同作用提高了载流子迁移率并抑制漏电流。双金属栅结构下方的纳米腔作为待测生物分子的结合位点，使生物分子对源-沟道隧穿速率产生更强调控，从而提升器件的ON电流灵敏度。该传感器基...
本文提出一种基于边缘场电容概念的双栅隧穿场效应晶体管生物传感器（FFC-bioTFET），用于无标记检测中性与带电生物分子。与传统在栅氧化层刻腔的 bio-TFET 相比，该器件在源区上方及栅金属附近的间隔层中形成空腔，简化工艺并提高可扩展性。当生物分子进入空腔时，其介电常数或电荷改变栅金属边缘场，进而调制源-沟道隧穿结的隧穿势垒宽...
本文提出一种基于隧穿场效应晶体管（TFET）的新型介电调制生物传感器。该器件由位于 n+ 漏区上方的双无掺杂隧穿结构成，采用湿法刻蚀在栅介质中形成两个空腔；当不同生物分子进入空腔时，栅极静电完整性随之改变，从而调制器件电学特性。利用 Silvaco ATLAS 器件仿真器开展数值模拟，结果表明，考虑陷阱辅助隧穿（TAT）会显著影响生...
近年来，基于隧道场效应晶体管（TFET）的无标记生物传感器通过在栅极下方引入纳米间隙，以电学方式感知生物分子特性，受到广泛关注。本文提出一种新型异质结无结隧道场效应晶体管（HJLTFET）生物传感器，其控制栅由隧穿栅（TG）和辅助栅（AG）两部分组成，二者具有不同功函数，可用于调控和调节不同生物分子的检测灵敏度。此外，在源区上方引入...
本文研究了带栅堆叠（GS）与不带栅堆叠的 n 型无结（JL）双栅（DG）MOSFET 生物传感器性能，采用介电调制（DM）方法检测纳米间隙腔内的中性与带电生物分子。通过 Silvaco ATLAS 器件模拟器对两种结构进行电学验证，并比较其阈值电压、开/关电流比、噪声及模拟/射频参数。结果显示，GSDG-MOSFET 生物传感器阈值...
本文提出一种具有四栅结构和源端工程的新型肖特基势垒MOSFET（SB-MOSFET）。器件在沟道源侧采用高k介质HfO2，漏侧采用SiO2，并在源侧引入SiGe口袋区域以提高载流子迁移率。与常规双栅SB-MOSFET相比，该器件具有更高的开/关电流比和更低的亚阈值摆幅。源侧HfO2与SiGe区域增强隧穿概率，而漏侧Al/SiO2结构...
为检测生物分子，本文提出一种基于介电调制堆叠源沟槽栅隧穿场效应晶体管（DM-SSTGTFET）的生物传感器。该器件在栅氧化层两侧刻蚀纳米间隙并填充生物分子，利用生物分子的介电常数或电荷对栅控电场进行调制。堆叠源结构由硅和锗异质材料构成，可同时提高开态电流并降低关态电流；沟槽栅结构可增大隧穿面积和隧穿概率。采用 Sentaurus T...
本文阐述了一种用于无标记检测的介电调制栅极工程异质结隧穿场效应晶体管（GE-HTFET）生物传感器的直流与瞬态响应。选用低直接带隙材料砷化铟（InAs）作为源区，以增强隧穿FET中的带间隧穿。引入扩展栅结构以稳定纳米腔中的生物分子，显著提升开态电流灵敏度。利用SILVACO ATLAS TCAD工具，考虑生物靶标的介电常数k和电荷密...
本文通过 Silvaco-TCAD 模拟评估了带源口袋的垂直双栅 GaSb/Si 隧穿场效应晶体管（V-DGTFET）生物传感器性能。该器件在源区采用小带隙 GaSb，与 Si 沟道形成 GaSb/Si 异质结，以增强源-沟道间带间隧穿并改善漏电流。研究比较了半栅欠重叠与半栅重叠结构作为无标记生物传感器的性能，针对 APTES（κ=...
本文报道了一种基于双腔体介电调制铁电电荷等离子体隧穿场效应晶体管（FE-CP-TFET）的生物传感器，用于增强生物分子检测灵敏度。通过在源-栅介质界面刻蚀纳米腔体并引入 underlap 与介电调制机制，实现无标记、超灵敏的生物分子检测。铁电材料作为栅堆叠产生负电容效应，可放大低栅压；电荷等离子体技术用于形成源漏区，避免金属掺杂带来...
近年来，高性能介电调制场效应晶体管（DMFET）因沟道长度可小于等于100 nm而受到即时诊断应用关注。本文提出并系统研究了异质栅金属介电调制无结纳米管场效应晶体管（DM-JLNFET）架构，用于无标记电化学生物传感，并采用大量数值器件仿真进行验证。该设计利用纳米管结构对沟道静电的强控制以及无结结构在电子注入和抑制短沟道效应方面的优...