面向生物分子檢測(cè)的基于MoS2薄膜的場(chǎng)效應(yīng)管的制備研究.pdf

1、人類的基因測(cè)序?qū)τ趯?shí)現(xiàn)疾病的個(gè)性化檢測(cè)有著極其重要的意義，其本質(zhì)就是對(duì)生物分子的檢測(cè)，目前利用場(chǎng)效應(yīng)管和固態(tài)納米孔進(jìn)行集成制備，利用雙向四電極檢測(cè)是是未來DNA測(cè)序技術(shù)中最有可能實(shí)現(xiàn)單堿基識(shí)別的技術(shù)之一;而實(shí)現(xiàn)四電極集成最關(guān)鍵的技術(shù)就是關(guān)于場(chǎng)效應(yīng)管的制備;而且目前制備場(chǎng)效應(yīng)管的材料有很多，其中二維材料二硫化鉬是最近研究比較多的新型材料，不僅由于單層的二硫化鉬擁有較大的直接能帶隙，同時(shí)制備成的場(chǎng)效應(yīng)管擁有著室溫下較高的電流開關(guān)比和超高的靈

2、敏度，滿足生物分子檢測(cè)的要求。
　　本文主要是介紹基于二硫化鉬薄膜的場(chǎng)效應(yīng)管的制備方法研究，制備二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)管主要包括以下幾個(gè)主要步驟:氮化硅基底的制備;MoS2薄膜的鋪陳;金屬電極的制備。在整個(gè)制備過程中，關(guān)于二硫化鉬的轉(zhuǎn)移是非常有難度并且也是制備的關(guān)鍵技術(shù);然而之后發(fā)現(xiàn)以這種方法制備的場(chǎng)效應(yīng)管存在肖特基勢(shì)壘，金屬電極與二硫化鉬薄膜之間存在很大的接觸電阻，很大程度上影響了場(chǎng)效應(yīng)管的性能;而且制備的場(chǎng)效應(yīng)管是要面向生物分子檢測(cè)，

3、需要研究適用液相的場(chǎng)效應(yīng)管，因此需要對(duì)這種制備方法以及工藝進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。
　　然后在之前制備場(chǎng)效應(yīng)管的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的改進(jìn)方法制備出適用液相的場(chǎng)效應(yīng)管，對(duì)于適用液相的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)管的制備主要包括以下幾個(gè)主要步驟:氮化硅基底的制備;金屬電極的制備;MoS2薄膜的鋪陳，利用FIB進(jìn)行鍍鉑使得二硫化鉬與金屬源極和漏極連接。這個(gè)制備流程主要是改變了之前金屬電極的制備與二硫化鉬薄膜的鋪陳之間的順序，先進(jìn)行金屬電極的制備，后轉(zhuǎn)移

4、二硫化鉬薄膜，然后柵極電壓的施加是通過在鹽溶液當(dāng)中施加的，這樣的改變能夠極大地簡(jiǎn)化了金屬電極的制備流程，并且改善了二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)管的性能，未來這種制備方法有望廣泛地利用到生物傳感器件的制備領(lǐng)域。利用四探針測(cè)試儀對(duì)適用液相的場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明在浸潤(rùn)環(huán)境下由于摻雜雜質(zhì)濃度的變化使得場(chǎng)效應(yīng)管上二硫化鉬的電阻要比在空氣中要小;當(dāng)通過施加液柵電壓之后，發(fā)現(xiàn)隨著液柵電壓的增加，漏極電流與電壓之間的I-V曲線的斜率也會(huì)隨之增加，場(chǎng)效應(yīng)

5、得以很好的發(fā)揮。證實(shí)利用二硫化鉬制備的場(chǎng)效應(yīng)管性能的優(yōu)越，未來利用這優(yōu)越的性能可以為以后和固態(tài)納米孔集成制備進(jìn)行生物分子檢測(cè)，利用場(chǎng)效應(yīng)管的高靈敏度來實(shí)現(xiàn)單堿基的識(shí)別打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　同時(shí)利用二硫化鉬薄膜材料制備納米孔進(jìn)行生物分子的檢測(cè)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)利用二硫化鉬大孔對(duì)λ-DNA分子進(jìn)行過孔檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)λ-DNA分子會(huì)以三種不同的姿態(tài)過孔，每一種姿態(tài)都對(duì)應(yīng)著不同的離子電流信號(hào);(2)在液池兩邊施加從正電壓到負(fù)