Silicium nanotråde fremstillet via prægningsteknologi kan være fremtiden for transistorbaserede biosensorer

Koreanske forskere forbedrer fremstillingen af ​​transistor-baserede biosensorer ved at bruge silicium nanotråde på deres overflade.

Holdet, ledet af Won-Ju Cho fra Kwangwoon University i Seoul, baseret deres enhed på 'dual-gate field-effect transistor' (DG FET).

Når molekyler binder på en felteffekttransistor, der sker en ændring i overfladens elektriske ladning. Dette gør FET'er til gode kandidater til at påvise biologiske og kemiske grundstoffer. Dual-gate FET'er er særligt gode kandidater, fordi de forstærker dette signal flere gange. Men de kan stadig forbedres.

Holdet brugte en metode kaldet 'nanoimprint litografi' til at fremstille silicium nanotråde på overfladen af ​​en DG FET og sammenlignede dens følsomhed og stabilitet med konventionelle DG FET'er.

Felteffekttransistorer, der bruger siliciumnanotråde, har allerede trukket opmærksomheden som lovende biosensorer på grund af deres høje følsomhed og selektivitet, men de er svære at fremstille. Størrelsen og positionen af ​​silicium nanotråde fremstillet ved hjælp af en bottom-up tilgang, såsom kemisk dampaflejring, kan ikke altid kontrolleres perfekt. Top-down tilgange, såsom at bruge en elektron- eller ionstråle til at trække nanorods på en overflade, give bedre kontrol over størrelse og form, alligevel er de dyre og begrænset af lav gennemstrømning.

Cho og hans kolleger fremstillede deres silicium nanotråde ved hjælp af nanoimprint litografi. I denne metode, et tyndt lag silicium blev lagt oven på et substrat. Dette lag blev derefter presset ved hjælp af en nanoimprinter, som præger nano-størrelse trådformede linjer ind i overfladen. Områderne mellem separate linjer blev derefter fjernet ved hjælp af en metode kaldet tørætsning, som går ud på at bombardere materialet med klorioner. De resulterende silicium nanotråde blev derefter tilføjet til en DG FET.

Holdet fandt ud af, at deres enhed var mere stabil og følsom end konventionelle DG FET'er. "Vi forventer, at den silicium-nanowire DG FET-sensor, der foreslås her, kan udvikles til en lovende mærkefri sensor til forskellige biologiske hændelser, såsom enzym-substratreaktioner, antigen-antistofbindinger og nukleinsyrehybridiseringer [en metode, der bruges til at påvise gensekvenser], " konkluderer forskerne i deres undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer .