基于过渡金属硫化物场效应晶体管的高性能生物检测器研究
批准号:
21705036
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
刘松
依托单位:
学科分类:
化学与生物传感
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
蔡齐勇、徐妍妍、张培、靳媛媛、曾赞阳、荣蓉
中文摘要
过渡金属硫化物由于具有直接的能带结构,二维结构,及优良的导电性,是制备高性能场效应晶体管生物传感器潜在的理想材料。虽然以二硫化钼场效应晶体管检测癌症相关的生物标记物的研究已有报道,但是进一步提高场效应晶体管的迁移率,发展有效的共价化学连接,仍然是构建高性能二硫化钼场效应晶体管生物传感器的重要挑战。本项目拟通过半导体-介电层的界面调控,在粗糙基底表面通过应力工程提高器件的迁移率,利用硫金键在过渡金属硫化物表面自组装金纳米粒子作为连接桥梁,构建特异性生物传感器。发展在疾病诊断治疗、药物测试等领域应用的新的高性能场效应晶体管生物传感器技术平台。
英文摘要
Transition metal dichalcogenides (TMDs) have become promising potential candidates for high-performance filed-effect transistor (FET)-based biosensors due to their natural bandgap structure, two-dimensional property and high conductivity. Several biosensors based on molybdenum disulfide (MoS2)-FETs have been developed to detect cancer-related biomarkers. However, further enhancing the FET mobility and developing effective covalent linker chemistry are still challenging to build up high-performance biosensors. In this project, strain engineering on rough substrates is applied to improve the device mobility by tuning the interface between dielectric and semiconductor. Self-assembled gold nanoparticles on the TMD surface via Au-S bonds as the linker to fabricate specific biosensors. TMD-based FETs can be used as the platform in developing high-performance biosensors for potential applications in clinical diagnosis and practical pharmaceutical industry. The results will show applications.
本项目以构建基于过渡金属硫化物(TMD)的高性能生物检测器为目的,通过调控材料的生长过程,得到性质优良的TMD沟道材料,并最终设计和构建了相关的生物传感器。主要成果包括:1) 通过控制TMD材料的生长,优化了材料的性能;2) 基于生长的TMD材料制备了相关的高性能器件(主要是场效应晶体管);3) 基于生长的TMD材料构建了高灵敏度的生物传感器。通过该项目,发表SCI学术论文24篇,培养毕业6名研究生。本项目不仅为其它基于TMD材料的功能器件制备提供了重要参考依据,也拓展了过渡金属硫化物在疾病诊断治疗、药物测试等领域的应用。
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Growth and Photocatalytic Properties of NiO Nanostructures Prepared in Acidic and Alkaline Solutions with Same Reagents
相同试剂在酸性和碱性溶液中制备的 NiO 纳米结构的生长和光催化性能
DOI:
10.1021/acs.jpcc.8b09384
发表时间:
2018-12
期刊:
Journal of Physical Chemistry C
影响因子:
3.7
作者:
[Tian Feng, Liu Song, Tian Hua, Dong Ruixue, Zhang Yuhui, Wei Dongdong, Ye Luyang, Whitmore Lawrence]
通讯作者:
Whitmore Lawrence
Growth of large-scale two-dimensional insulator Na2Ta4O11through chemical vapor deposition
化学气相沉积法生长大尺寸二维绝缘体Na2Ta4O11
DOI:
10.1088/1674-4926/41/7/072901
发表时间:
2020-07-01
期刊:
JOURNAL OF SEMICONDUCTORS
影响因子:
5.1
作者:
[Jin, Yuanyuan, Li, Huimin, Liu, Song]
通讯作者:
Liu, Song
Highly Sensitive 1T-MoS2 Pressure Sensor with Wide Linearity Based on Hierarchical Microstructures of Leaf Vein as Spacer
基于叶脉分层微结构作为间隔物的高灵敏度宽线性1T-MoS2压力传感器
DOI:
10.1002/aelm.201900916
发表时间:
2019
期刊:
Advanced Electronic Materials
影响因子:
6.2
作者:
[Yang Tingting, Xiang Haiyan, Qin Chaopeng, Liu Yeru, Zhao Xiaorui, Liu Hang, Li Huimin, Ouzounian Miray, Hong Guo, Chen Hong, Dong Qizhi, Hu Travis Shihao, Liu Song]
通讯作者:
Liu Song
Short channel monolayer MoS2 field-effect transistors defined by SiOx nanofins down to 20nm
由低至 20nm 的 SiOx 纳米鳍定义的短沟道单层 MoS2 场效应晶体管
DOI:
10.1088/1361-6528/ab13cc
发表时间:
2019
期刊:
Nanotechnology
影响因子:
3.5
作者:
[Bi Kaixi, Liu Huaizhi, Chen Yiqin, Luo Fang, Shu Zhiwen, Lin Jun, Liu Song, Liu Huawei, Zeng Zanyang, Dai Peng, Zhu Mengjian, Duan Huigao]
通讯作者:
Duan Huigao
Synthesis and Transport Properties of Degenerate P-Type Nb-Doped WS2 Monolayers
简并 P 型 Nb 掺杂 WS2 单分子层的合成及输运性能
DOI:
10.1021/acs.chemmater.9b00913
发表时间:
2019-05-14
期刊:
CHEMISTRY OF MATERIALS
影响因子:
8.6
作者:
[Jin, Yuanyuan, Zeng, Zanyang, Liu, Song]
通讯作者:
Liu, Song
共 24 条
核酸适配体介导的农药残留智能电化学检测系统
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批准号:2026JJ30007
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2026
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负责人:刘松
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依托单位:
低维材料的可控制备与器件研究
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批准号:2021JJ10014
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:刘松
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依托单位:
基于芯片电化学的金属杂原子掺杂过渡金属硫化物析氢性能研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:60万元
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批准年份:2021
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负责人:刘松
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依托单位:
过渡金属硫化物半导体-金属异质结的可控制备及性能研究
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批准号:21975067
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2019
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负责人:刘松
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依托单位:
硫化钨合金薄膜材料的可控制备与性质研究
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批准号:2018JJ3035
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2018
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负责人:刘松
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依托单位:
国内基金
海外基金