研究目的
通过研究适用于具有双栅结构的EGFET的传感膜（包括具有大介电常数（高k值）的材料），开发一种高灵敏度的pH传感器。
研究成果
五氧化二钽（Ta2O5）传感膜在差分栅极模式下展现出最高灵敏度（478 mV/pH）、低迟滞（100.2 mV）和漂移率（24.6 mV/h），其优异的稳定性和可靠性使其适用于高性能生物传感器应用。
研究不足
该研究聚焦于具有双栅结构和介电常数高敏感膜的EGFET pH传感器的性能，但未探讨这些传感器与完整生物传感器系统的集成，也未研究其在实际应用中的表现。
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采用高介电常数传感膜的扩展栅场效应晶体管传感器具有更高的pH灵敏度与可靠性
DOI：10.1166/jnn.2019.16222
期刊：Journal of Nanoscience and Nanotechnology
出版年份：2019
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
在本研究中，我们采用多种介电传感膜（SiO?、Si?N?、HfO?和Ta?O?）制备了具有双栅极结构的扩展栅场效应晶体管（EGFET）pH传感器以调节其灵敏度。该EGFET由绝缘体上硅（SOI）基金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）换能器与扩展栅传感器构成。通过施加电容耦合，我们将器件灵敏度放大至远超传统离子选择性场效应晶体管（ISFET）传感理论极限的能斯特极限值（59 mV/pH）。在评估的介电传感膜中，采用Ta?O?膜的pH传感器获得了最高灵敏度（478 mV/pH）、低迟滞（100.2 mV）和漂移率（24.6 mV/h）。因此，我们认为使用Ta?O?薄膜作为扩展栅传感膜的双栅FET构型能满足灵敏度、稳定性和可靠性要求，有望应用于高性能生物传感器领域。
作者：
Joo-Won Kang，Won-Ju Cho
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