GaN-based nanostructures for new generation of BIOmolecular ultra-sensitive Sensors for monitoring of biochemical reactions

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Techniken, die eine markerfreie Detektion biologischer Stoffe ermöglichen, sind gegenwärtig von großem Interesse. Auf Nanodrähten basierende Feld-Effekt-Transistoren detektieren aufgrund ihres nanoskaligen Kanals die Anbindung eines Stoffes mit einer gesteigerten Empfindlichkeit. Dadurch sind Kleinstmengen organischer Stoffe elektronisch detektierbar. Selektivität wird hier durch photo- / elektro-chemische Funktionalisierung erreicht. Unsere Forschungsziele bestehen im Verständnis der Anbindung spezifischer molekularer Schichten an Halbleiteroberflächen, der Identifikation der Einflussfaktoren auf ihre Stabilität in Elektrolyten und auf der Abschätzung ihres Einflusses auf den 1D Elektronentransport, um die Sensorantwort interpretieren zu können. Dieses Wissen wird mit einer tieferen Einsicht in die elektronischen, die Oberflächen- und Transporteigenschaften bio-modifizierter 1D Strukturen gewonnen, die in diesem hier neu vorgestellten Ansatz im Nanomaßstab hergestellt werden. Unsere Arbeit wird aus der Simulation und der Herstellung neuer 1D Sensoren, sowie der Entwicklung neuer experimenteller Techniken für deren Charakterisierung bestehen. Auf diesen Studien aufbauend folgt der Aufbau ultra-sensitiver Sensoren zur markerfreien Detektion von DNA, die als proof-of-concept in diesem Programm stehen sollen. Es wird erwartet, dass sich durch diese Forschung neue Richtungen für das Screening mit integrierten Nanosensoren zur Moleküldetektion ergeben.