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三美電機(jī)將碳納米管FET應(yīng)用于生物傳感器

日期:2025-07-10 13:05
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摘要:
三美電機(jī)在該公司的綜合技術(shù)展“2008年三美電機(jī)展(MITSUMI SHOW 2008)”(08年2月21~22日)上,展示了采用碳納米管FET(CNT-FET)的 生物傳感器。該產(chǎn)品為與北海道大學(xué)共同研究開發(fā)。除了與現(xiàn)行的酶聯(lián)**法(ELISA:enzyme-linked immunosorbent assay)相比能以高出3~4位數(shù)的靈敏度檢測(cè)出病毒外,還可用作“當(dāng)場(chǎng)檢測(cè)”的便攜檢測(cè)工具。“設(shè)想用于禽流感和瘋牛病(BSE)等家畜感染癥的檢測(cè)”(該公司解說員)。目標(biāo)是3~4年以內(nèi)投產(chǎn)。

  該公司展示的CNT-FET是將在硅底板上通過CVD法形成的直徑1nm單層碳納米管作為通道使用。在柵電極上預(yù)先附著特定的病毒抗體,病毒抗原接觸柵電極時(shí)與抗體結(jié)合。通過CNT-FET的閾值電壓變化把此時(shí)的柵電位變化檢測(cè)出來。病毒抗原與抗體結(jié)合時(shí)的閾值電壓的變化量高達(dá)數(shù)伏,靈敏度非常高。

  雖然作為通道使用的、連接源極和漏極的單層碳納米管的根數(shù)控制比較困難,不過此次的生物傳感器的動(dòng)作原則上與根數(shù)無關(guān)。“雖然根數(shù)不同會(huì)引起源極和漏極間的電流不同,但病毒抗原與抗體結(jié)合時(shí)的閾值電壓的變化量不依賴于根數(shù)”(三美電機(jī)解說員)。不過,1根和2根等根數(shù)少的情況****。因?yàn)閱螌犹技{米管除了具有半導(dǎo)體的特性外,在某些情況下還會(huì)顯示出金屬的特性。而根數(shù)增多的話,表現(xiàn)為金屬特性的單層碳納米管就會(huì)增加,從而漏電流增大等,導(dǎo)致晶體管特性產(chǎn)生變化。

  此次的CNT-FET是在半導(dǎo)體器件“接近量產(chǎn)的環(huán)境下試制的”(該公司解說員),目前開發(fā)工作已經(jīng)超越實(shí)驗(yàn)階段,進(jìn)入量產(chǎn)準(zhǔn)備階段。今后,將考慮與醫(yī)療、食品領(lǐng)域的企業(yè)合作,探討作為何種性能指標(biāo)的檢測(cè)工具進(jìn)行投產(chǎn)。

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