[01448741]可应用生物传感器的新型硅纳米线阵列无栅化场效应晶体管的研究

1) 采用 AAO模板辅助结合高真空化学气相外延生长（UHV-CVD）的办法,实现轴向n-p-n掺杂硅纳米线垂直阵列结构。首先,利用AAO模版垂直孔洞结构辅助Si纳米线生长,制备大面积的垂直阵列结构并进行尺寸调控;其次,进一步研究模板作用下的催化生长以及n-p-n原位掺杂生长机理,通过提高场效应晶体管源极和漏极的掺杂浓度减小源漏与电极的接触电阻用于改善场效应晶体管的性能。 2) 针对cTnI在硅纳米线表面进行生物功能化修饰,研究小尺寸硅纳米线中载流子表面复合效应、p-n结界面效应和量子限制效应与其表面修饰的关系;通过高分辨原子力显微镜,原位光谱分析等无损伤表征手段,研究纳米线表面生物功能化和相对应的物理调控机制。在此基础上,进一步研究缓冲液的PH值,吸附带电电荷浓度（硅纳米线表面结合位点占据的比例）,缓冲液中离子浓度等因素与电解液-绝缘层界面势的关系,优化其用于生物传感的稳定性。 3) 通过改变器件结构和界面优化设计,调控器件的传感信息特性,研究半导体沟道长度（短沟道效应）,源漏极掺杂浓度,沟道掺杂浓度,纳米线直径,表面氧化层厚度等因素同传感器开启阈值电压和灵敏度之间的关系;深入探索小尺寸效应下原位掺杂生长对催化结晶的影响;系统研究纳米线界面缺陷态密度、表面复合、载流子寿命等物理机制对器件的调控和影响,揭示出新型场效应晶体管传感器的信息转换工作机理。 4) 对cTnI进行实时检测,进一步研究阵列器件的异质结界面和敏感表面中多种效应协同作用机理,优化表面处理工艺和材料结构设计来降低传感器开启阈值电压和提高探测灵敏度;实现cTnI低浓度吸附开启阈值电压,并尝试集成制备实时检测AMI的人体血液传感原形器 件系统。