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無線データ伝送システムと統合される強いセンサーのアレイを作成するのにマイクロエレクトロニック製造の技術を利用する半導体ベースのセンサーの新しい世代の開発に重要な興味があります。 私達の作業は GaN の開発から始まり、 NASA のための ZnO ベースの水素センサーはプログラムし、これは Pt に基づいて水素ガスセンサーのインストールの原因となりましたまたは Pd はオーランドで自動車販売会社、 FL で AlGaN/GaN のトランジスター構造に塗りました1。
センサーはほぼ 2 年間操作上で、水素燃料を供給されたデモンストレーションの手段の多量からの放出を監視します。 センサーからの出力は携帯電話かパーソナルディジタルアシスタントに送られる遠隔地およびアラーム条件から点検することができます。 選択式にセンサーの差動ペアの制御されなかった、必須の使用はどの温度にではないか他の排気ガスを含んでいる大気の水素、他が気体吸着に対して密封されるが、機能の同じ温度の変化に応じてあり、間、水素の検出のために作動する 1 を検出することの実用面は。 センサーからの差動出力は温度変化によるセンサーの流れの変更を取り消せますそれから2。
同じ AlGaN/GaN の高い電子移動度のトランジスター (HEMT)構造はゲート領域の選択的な化学機能層と biomarker の分子を作り出すために functionalized できます。 例はボツリヌス菌の毒素の検出のための図 1 で示されています。 この場合、 Au 上塗を施してあるゲート領域は thioglycolic 酸のボツリヌス菌の抗体と functionalized。 抗体へのボツリヌス菌の分子の不良部分は固定ソース下水管の電圧でチャンネル電流の変更の原因となる HEMT の表面電荷の変更を作り出します。
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| ボツリヌス菌の毒素の検出のために functionalized AlGaN/GaN HEMT センサーの 1.Schematic を計算して下さい。 それらの毒素の分子だけ抗体に結合しま、センサーの応答を作り出します。 |
興味の異なった biomarkers を検出し、吐き出された呼吸凝縮物の pH を測定するのに異なった機能層の使用のこのアプローチは DNA の腎臓の傷害の分子、前立腺の癌特定の抗原、乳癌のマーカー、ボツリヌス菌の毒素、水素ガス、二酸化炭素、酸素のガス、水銀イオンの検出の原因となりました3-7。 検出された種の概要は種によって表 1.The の検出の感度で今までに決まりましたり、ミリリットルの範囲ごとの nanogram マイクロにに通常あります示されていますが。
検出された種の表 1. の概要今までに
| 検出 | メカニズム | 表面の Functionalization |
| H2 | 触媒作用の分離 | Pd、 Pt |
| 圧力変更 | 分極 | Polyvinylidene の difluoride |
| ボツリヌス菌の毒素 | 抗体 | Thioglycolic 酸/抗体 |
| 蛋白質 | 活用/交配 | Aminopropylsilane/ビオチン |
| pH | 北極の分子の吸着 | ScO23、 ZnO |
| Hg2+ | キレート化 | Thioglycolic acid/Au |
| KIM-1 | 抗体 | KIM-1 抗体 |
| ブドウ糖 | 固定はX 行きます | ZnO の nanorods |
| 前立腺の細目の抗原 | PSA の抗体 | カルボン酸塩 succimdyl ester/PSA の抗体 |
| 乳酸 | LO のX 固定 | ZnO の nanorods |
| 塩化物イオン | 陽極酸化 | Ag/AgCl の電極; イン |
| 乳癌 | 抗体 | Thyioglycolic acid/c-erbB の抗体 |
| CO2 | 水/料金の吸収 | Polyethylenimine/澱粉 |
| DNA | 交配 | チオール修正されたオリゴヌクレオチド |
| O2 | 酸化 | InGaZnO |
| Vitellogenin | 抗体 | 反Vtg 抗体 |
| Perkinsus Marinus | 抗体 | P.Marinus の抗体 |
彼は HEMT ベースのセンサー速いの (< 1 秒)、蛍光性方法の光学 bleaching、電気化学のアプローチを用いる電極のための必要性または実験室ベースのアプローチの遅い所要および装置重い条件のような他のセンサーのアプローチの不利な点のいくつかから自由、である明瞭な電気的信号作り出します。 HEMTs センサーは小さく (100 つ正方形ミクロン以下)、異なったセンサーは単一チップに容易に統合されています。
HEMT センサーは無線通信連絡が可能の手持ち型、プログラム可能な、単一チップセンサーのための有望な候補者です。 そのようなセンサーは忍耐強い健康の実時間監視によって現在の臨床方法を革命化することができます。 例えば、センサーは特定の病状のための医者のオフィスでプログラムされ、次に使用のための患者に家庭で与えることができます。 暗号化されて結果を感じることは医者に戻ってそれから直接所定の薬の有効性を監察するために送信され患者によりよく、即時のヘルスケアを与えます。
そのような装置はまた各国用の健康システムに緊急治療室および生じる費用に不必要な訪問の番号を減らすかもしれません。 同じようなセンサーは環境の毒素の速い検出を非常に可能にし、答える私達の機能を改善します。 環境の安全モニタリングは内野の配置可能センサーから寄与します。
センサーが優秀な潜在性を示す間、現実的なサンプルのテスト、サンプルコレクションの強さ、いくつかの安定性表面の機能層および実地試験のための必要性でされるべき今でも重要な作業があります。
参照
1. X. Yu、 C. 李、等、 「AlGaN/GaN の高い電子移動度のトランジスター差動ダイオードセンサーを使用して無線水素センサーネットワーク」、センサーおよびアクチュエーター B: 化学薬品、 135、 188 (2008 年)。
2. H.T. Wang、 T.J. アンダーソン、等、 「ダイオード」を感じる差動 AlGaN/GaN HEMT を使用して水素の強い検出 Appl。 Phys.Lett.89、 242111(2006)。
3. B.S. Kang、 H.T. Wang、等、 「前立腺 AlGaN/GaN の高い電子移動度のトランジスターを使用して特定の抗原検出」の、 Appl。 Phys Lett。 91、 Pp. 112106 2007 年。
4. B.S. Kang、 H.T. Wang、等、 「AlGaN/GaN のペルティアー要素と」統合される高い電子移動度のトランジスターを使用して吐き出呼吸検出 Electrochem。 ソリッドステート Lett。 11、 PP。 J19 2007 年。
5. H.T. Wang、 B.S. Kang、等、 「AlGaN/GaN の高い電子移動度のトランジスターが付いている腎臓の傷害の分子1 の電気検出」、 Appl。 Phys。 Lett。 91、 Pp. 222101 2007 年。
6. B.S. Kang、 H.T. Wang、等、 「AlGaN/GaN の高い電子移動度のトランジスターのゲート領域の ZnO の nanorods を使用して酵素のブドウ糖の検出」、 Appl。 Phys。 Lett。 91、 Pp. 252103 2007 年。
7. K.H. 陳、 B.S. Kang、等感じる、 「AlGaN/GaN の乳癌の検出のための高い電子移動度のトランジスターを使用して」 c-erB-2 Appl。 Phys。 Lett。 92、 Pp. 192103 2008 年。
、版権 AZoM.com スティーブン Pearton (フロリダの大学) 教授