介电调制（DM）场效应晶体管（FET）因可用于生物分子的无标记检测而受到广泛关注，但短沟道效应会限制其灵敏度、可扩展性和能效。为充分发挥 DM-FET 生物传感器的潜力，本文提出一种高可扩展、高灵敏且节能的纳米管隧穿场效应晶体管（NT-TFET）生物传感器，用于无标记检测生物分子。该器件通过修改传统 NT-TFET 结构，在源-沟道...
本文研究了双金属位于铁电层下方的场效应晶体管（DM-below-NCFET）用于生物分子检测。器件在源-栅与漏-栅之间设置纳米腔隙，将蛋白、胆固醇氧化酶（ChOx）、链霉亲和素和尿酸酶等中性生物分子固定于腔隙中，通过生物分子介电常数改变界面电学特性。利用 Visual TCAD 模拟了阈值电压、跨导、漏极电流、开关比和灵敏度等参数。...
由于 SARS-CoV-2 感染迅速增加，WHO 宣布疫情。早期诊断有助于控制。本文报道一种基于垂直隧道场效应晶体管（VTFET）的无标记生物传感器，用于从临床样本中检测 SARS-CoV-2，通过分析其刺突蛋白（S蛋白）、包膜蛋白（E蛋白）及互补 DNA（cDNA）的介电特性实现。传感器在氧化层中刻蚀形成纳米间隙，将目标生物分子固...
本文建立了包含边缘场效应的介电调制双栅二维过渡金属硫族化合物场效应晶体管（DM-DG-TMD-FET）无标记生物传感器解析模型。模型针对两种器件结构：结构1为纳米空腔上方无栅极，结构2为纳米空腔上方有栅极，其传感依据是纳米空腔内生物分子介电常数的调制。所提模型借助少量拟合参数与量子数值仿真结果验证，并与二维数值仿真器 SILVACO...
近期新冠疫情暴发迫切需要开发无标记、高灵敏、快速、准确且低成本的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。本研究报道了一种基于全栅无结场效应晶体管（GAA-JLFET）的无标记电学检测方法，利用病毒刺突蛋白、包膜蛋白及病毒 DNA 的介电常数和电荷特性实现高灵敏实时生物传感。GAA-JLFET 因栅控能力强、可垂直堆叠、与现有工艺兼容...
本文报道了一种基于无掺杂负电容铁电隧道场效应晶体管（DL-FE-TFET）的乳腺癌细胞电学检测方法。器件采用双金属双栅结构，并在两个栅电极下方刻蚀纳米空腔，以提高检测灵敏度。通过协同利用铁电材料负电容效应与无掺杂技术，可检测非肿瘤细胞 MCF-10A 及乳腺癌细胞系 MDA-MB-231、Hs578T、T47D 和 MCF-7。铁电...
本文提出并数值研究一种透明介电调制双沟槽栅工程金属氧化物半导体场效应晶体管（DM DT GE-MOSFET）无标记生物传感器。器件采用上下分裂透明氧化铟锡（ITO）外栅与埋入源区内的内栅结构，在硅膜上下形成纳米沟槽腔体，腔内生长1 nm二氧化硅（SiO2）用于固定生物分子。通过改变腔内生物分子的介电常数或表面电荷密度，调制栅-沟道耦...
本文采用经校准的数值仿真研究一种介电调制、电掺杂、双金属栅、SiGe异质结双栅TFET生物传感器。源端采用较低带隙SiGe材料以提高开启电流；采用电掺杂替代物理掺杂，以规避随机掺杂涨落和高热预算问题。研究重点为腔体部分填充及非均匀填充等非理想杂交情形。部分填充腔体填充因子低于100%，分别考察50%、20%、10%。通过大量仿真分析...
本文研究了考虑双极性输运的纳米线全环绕栅隧穿场效应晶体管（GAA-TFET）生物传感器性能。该传感器采用栅-漏重叠结构，并利用介电调制技术将目标生物分子固定在重叠栅-漏下方弯曲纳米空腔中。纳米线 GAA-TFET 对沟道具有较强控制能力，可显著降低漏电流。作者将 TFET 的双极性特性转化为传感优势，通过双极性漏电流的变化检测生物分...
本文报道了一种垂直扩展漏极双栅Si0.5Ge0.5源隧道场效应晶体管（VD-DG-Si0.5Ge0.5S-TFET）生物传感器，用于通过生物分子存在下电学特性调制实现细胞、DNA、蛋白质等生物分子的无标记检测。该传感器具有Si0.5Ge0.5双源结构，并在每个源-沟道界面之上设置两个纳米腔体用于固定生物分子。生物分子固定后，其介电常...
本文提出一种基于介电调制双源沟槽栅隧穿场效应晶体管（DM-DSTGTFET）的生物传感器，用于无标记检测生物分子。该器件采用双源结构和沟槽栅以增强开态电流并产生双向电流；在 1 nm HfO2 栅氧化层上方刻蚀两个纳米空腔，供生物分子填充。利用 TCAD 二维仿真研究其灵敏度，分析不同介电常数、空腔厚度及带电生物分子对转移特性、Io...
本文提出基于氮化镓金属氧化物高电子迁移率晶体管（GaN MOSHEMT）的生物传感器，用于检测中性生物分子如胆固醇氧化酶（ChOx）、蛋白质（Protein）、链霉亲和素（Streptavidin）和尿酸酶（Uricase）。器件在栅极下方设置纳米腔，生物分子进入腔体后以其介电常数调制栅堆叠电容，改变AlGaN/GaN异质界面二维电...
无标记生物分子传感器因操作简便而被广泛研究。L形隧穿场效应晶体管（LTFET）具有低亚阈值摆幅、低关态电流和低功耗，适合用于生物传感器。在介电调制LTFET（DM-LTFET）中，沿竖直方向在栅电极下方刻蚀腔体并填充生物分子，从而实现传感功能。本文利用二维TCAD仿真器研究DM-LTFET传感器的灵敏度，分析不同生物分子介电常数、腔...
本文提出一种双栅扶手椅型石墨烯纳米带场效应晶体管（DG-AGNRFET）生物传感器，用于无标记、小型化 DNA 检测。通过在上下栅氧化层中采用牺牲层刻蚀形成两个纳米间隙空腔，引入 DNA 生物分子后，探针 DNA 与目标 DNA 杂交形成双链 DNA，从而改变纳米间隙的介电常数并电学调制石墨烯纳米带通道，引起漏极电流变化。该研究重点...
本文报道一种基于场效应晶体管（FET）的介电调制生物传感器（DMFET），用于无标记检测生物分子特异性结合。器件采用互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容工艺，在p型绝缘体上硅（SOI）晶圆上构建硅沟道、磷掺杂源漏电极、10 nm二氧化硅栅氧化层以及铬/金栅电极，并通过湿法刻蚀铬层形成15 nm垂直纳米间隙。纳米间隙内壁经11-氨基-...