代谢物参与多种代谢过程，其缺乏或过量可引发重要生理后果。本文开发了一种金属氧化物异质结薄膜晶体管（HJ-TFT）生物传感器，用于人唾液中尿酸（UA）和25-羟基维生素D3（25(OH)Vit-D3）的无标记快速检测。器件采用溶液法制备的In2O3/ZnO沟道，分别以尿酸酶和25(OH)Vit-D3抗体功能化，实现对UA和Vit-D3...
场效应晶体管（FET）生物传感器可用于测量生物分子所携带的电荷信息，但长期和大范围传输特性曲线中存在难以克服的迟滞现象，且外部因素干扰产生的噪声信号可能破坏复杂生物体系中痕量靶标的定量分析。本文提出在输出特性曲线中获取并分析“整流信号”，以替代传输特性曲线中的“绝对值信号”，从而解决上述问题。所构建的基于不对称肖特基势垒的 MoS2...
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...
本文报道一种酸调控策略，用于在生物传感器界面制备新型肽微阵列。作者首先选择可控孔玻璃（CPG）作为固相肽合成（SPPS）支持物，以建立可在多个场效应晶体管（FET）传感器界面实施的化学方法，最终生成无标记肽微阵列用于蛋白筛选。该化学方案采用叔丁氧羰基（Boc）对每个氨基酸构建块的N端氨基进行临时保护，并在每个SPPS循环后脱除；同时...
未来医疗诊断需要可在护理点使用的便携式生物传感器，以降低费用、提高可及性并提升质量，即所谓‘三重目标’。场效应晶体管（FET）生物传感器具有超高灵敏度、无标记且无需放大、成本低、结构简单、便携以及大规模多路复用等优势，并可集成到可穿戴或植入式器件中，对体内分析物进行连续实时监测，从而支持疾病生物标志物的早期发现与诊疗管理。本综述系统...
血吸虫病在流行区常呈慢性感染，可累及肝脏并严重威胁人类健康，早期筛查对防控至关重要。现有检测方法存在灵敏度低、耗时长、样品处理复杂等问题。针对这些挑战，本文报道了一种基于可溶性虫卵抗原（SEA）功能化的无栅格蛇形 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器，用于高灵敏检测日本血吸虫抗体。通过半导体参数分析仪、扫描电...
本文提出一种用于外泌体miRNA超灵敏检测的场效应晶体管（FET）生物传感器构建方案。该方案首先以肼还原氧化石墨烯（GO）制备还原氧化石墨烯（RGO）悬浮液，将其滴涂于Si/SiO2源漏电极芯片上并热处理，经Piranha溶液处理形成少层RGO-FET通道；随后用聚-L-赖氨酸（PLL）功能化RGO表面，提供氨基结合位点。接着采用E...
人表皮生长因子受体-3（HER-3）在癌细胞生长与转移中发挥关键作用，其检测对癌症早期筛查和治疗具有重要意义。基于AlGaN/GaN的离子敏感异质结场效应晶体管（ISHFET）对表面电荷敏感，是检测HER-3的潜在候选器件。本文开发了一种基于AlGaN/GaN ISHFET的HER-3生物传感器。在0.01 M磷酸盐缓冲液（1×PB...
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...
本文制备了一种基于金纳米颗粒/二氧化铪/全耗尽绝缘体上硅（AuNPs/HfO2/FDSOI）MOSFET的新型传感结构。利用该平面双栅MOSFET，提出静电富集（ESE）过程，用于超灵敏、快速检测2019冠状病毒病（COVID-19）ORF1ab基因。背栅（BG）偏压可在测试液分析物与顶层硅间接接触的情况下诱导所需电场，从而实现ES...
石墨烯场效应晶体管（FET）生物传感器因其在即时检测和精准检测中的潜力而受到关注。随着严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）传播，亟需快速、准确的检测与筛查工具。本文提出一种还原氧化石墨烯（rGO）FET生物传感器设计，用于现场选择性、快速检测SARS-CoV-2刺突蛋白抗原。该传感器由rGO通道、一对金电极和位于通道...
本研究引入氢端金刚石溶液门场效应晶体管（H-diamond SGFET）用于痕量检测在病毒RNA复制和转录中起重要作用的SARS-CoV-2 N蛋白。将1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（Pyr-NHS）修饰在氢端金刚石表面作为连接分子，并在其上偶联SARS-CoV-2 N蛋白特异性抗体。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和能量色散...
准确监测血糖水平对糖尿病患者的诊断与血糖控制至关重要。本文提出一种基于“混合催化层”修饰的硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器，用于在高离子强度溶液中直接检测低电荷葡萄糖分子。通过在 SiNW 表面共修饰聚乙二醇（PEG）与葡萄糖氧化酶（GOD），形成多孔生物聚合物间隔层，以克服 Debye 屏蔽效应并维持 GOD 生...
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...
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。...
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...