许多电化学生物传感器采用阈值传感（TS）方法，当生物标志物浓度超过疾病特异性预设阈值时提示疾病存在。传统 TS 多依赖功耗较高的信号处理模块或计算机，增加能耗与系统复杂度。本文提出一种内置 TS 功能的忆阻器生物-电换能器，使阈值判断直接在换能器内完成。所制备的 RRAM 基 TaOX/Ta2O5 忆阻器满足换能器要求，在保持超过 ...
光电子（EPh）电路是能在同一集成电路中同时控制光子与电子的新型系统，可用于开发多种创新传感器。本文报道了一种 CMOS 兼容的 EPh 电路用于生物素传感，其中硅基光源被单片集成在同一芯片中。该器件由集成光源、波导和 p–n 光电二极管组成，全部在同一芯片上制备。作者研究了波导表面的功能化，以将 EPh 系统生物素化，用于潜在生物...
本文报道了面向CMOS兼容生物传感器开发的碳化聚合物微电极制备实验进展。作者采用双光子聚合（2PP）在石英晶圆上3D打印桥-柱（bridge-on-pillars）聚合物微结构，并在不同退火条件下提高前驱体中的碳含量，以获得足够电导率，从而可通过通电流实现局部焦耳加热。研究针对完全碳化通常需要高于700°C、超出CMOS兼容温度窗口...
本文提出并分析了一种紧凑、集成、无标记的半导体包覆介质条波导生物传感器。该器件采用与CMOS工艺兼容的材料，包括非晶硅（a-Si）包覆层和氮氧化硅（SiON）介质波导，基底为二氧化硅（SiO2）。作者采用三维光束传播法（BPM）对器件光学性能进行建模，研究其对体折射率变化和表面生物膜厚度变化的响应，并考察尺寸与材料参数偏差对性能的影...
硅纳米线（SiNW）因二维限域效应具有优异的光学、磁学和电子特性，其场效应已被用于发展高灵敏度生物传感方法。本文系统综述了与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的 SiNW 场效应晶体管（FET）生物传感器从设计、微纳制造、封装、功能化到读出的关键技术，并讨论其商业化路径。文章比较了自上而下制备 SiNW 的垂直与水平工艺，包括...
等离子体生物传感已被证明是定量测定分子分析物和分析生化反应动力学的有力技术。然而，大多数等离子体生物传感器界面由金、银等贵金属制成，与工业生产不兼容，限制了其在生物化学和药物研究以外的应用。本文提出并研究了一种完全采用标准互补金属-氧化物-半导体（CMOS）工艺制造的铜基生物传感器芯片。通过在铜膜表面沉积二氧化硅（SiO2）和氧化铝...
本文报道了一种基于氧化铟锡（ITO）纳米线的场效应晶体管（FET）DNA生物传感器，用于无标记检测乙型肝炎病毒（HBV）DNA，并兼容CMOS工艺。作者以p型Si衬底为背栅，在其上依次制备SiO2绝缘层、Au源漏电极和ITO纳米线沟道；通过电子束光刻和800 ℃退火获得直径小于50 nm的结晶ITO纳米线。巯基化单链HBV DNA探...
集成化化学与生物传感器在降低成本、减小体积和重量方面具有优势，并为并行监测与分析提供新途径。基于纳米机电系统（NEMS）的生物传感器因紧凑、高灵敏和可单分子检测而成为集成平台的重要候选，但静电、磁动、热或压电等驱动与换能方式通常限制其只能在实验室条件使用。全光学方案可克服上述问题，但现有结构往往宏观或过于复杂昂贵。本文提出一种极紧凑...
人促甲状腺激素（hTSH）检测是甲状腺疾病筛查的重要工具，但现有院内诊断方法常存在步骤繁琐、仪器昂贵等问题，亟需开发无标记、可一次性使用且低成本量产的 hTSH 检测生物传感器。本文报道了一种基于 CMOS 兼容硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）的新型传感策略，用于 hTSH 的高灵敏、高选择性免疫检测。SiNW 芯片采用自上...
微小RNA（miRNAs）因表达水平与多种人类癌症相关，被视为早期癌症诊断和预后的有前景生物标志物。然而，开发低成本 miRNA 传感器并保持高灵敏度是纳米生物传感器制备及未来生物医学应用中的关键挑战。为此，作者开发了一种互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器，采用具有自限制性的各向...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FETs）因具有超灵敏、高选择性、无标记和实时检测能力，已成为一类强效纳米电子生物传感器。本文提出一种基于互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容 SiNW-FET 传感器检测 DNA 的实验方案与技术指南。作者采用各向异性自停止湿法刻蚀技术制备了高表面体积比、尺寸可控的硅纳米线，并将特异性识别目标 DN...
目前，基于荧光检测的DNA杂交检测需要昂贵的光学系统和复杂的生物信息学工具，因此开发能够直接、高灵敏检测的新型低成本器件受到广泛关注。硅纳米线器件因其高比表面积，正成为直接检测生物分子的高灵敏电学传感器。本研究提出一种基于台阶栅多晶硅纳米线场效应晶体管（poly-Si NW FET）的创新器件，采用简单、低成本的侧壁间隔形成技术制备...
本文报道了一种基于“自上而下”多晶硅纳米线场效应晶体管（FET）的通用纳米传感技术，采用传统互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容半导体工艺制备。该纳米线制造技术无需额外光刻设备即可将纳米线宽度缩小至50 nm，并表现出优异的器件均匀性。所制备的n型多晶硅纳米线FET在常规系统工作电压下具有正pH灵敏度（100 mV/pH）和灵敏的脱...