[发明专利]用于生物分子传感器以及其它应用的纳米级场效应晶体管

说明书

相关申请

本申请要求Lieber等人2012年9月12日提交的、标题为“Nanoscale Field-Effect Transistors for Biomolecular Sensors and Other Applications”、序列号为61/700,201的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明通常涉及纳米线，包括用作传感器的纳米线。

背景技术

对纳米技术的兴趣，尤其是对亚微电子技术(诸如半导体量子点和纳米线)的兴趣已经被纳米级的化学和物理学挑战以及在电子装置和相关装置中利用这些结构的前景所激发。纳米范围制品可非常适合于电荷载子和激子(例如电子、电子对等等)的运输，并且因此可以用作在纳米级电子学应用中的构造块。纳米级线非常适合于电荷载子和激子的高效运输，并且因此被期望是用于纳米级电子学设备和光电子学设备的重要构造块。

在例如2006年10月31日颁布的Lieber等人的标题为“Nanosensors”的美国专利No.7,129,554(其全部内容通过引用合并于此)中已经描述了具有选择性功能化表面的纳米级线。如所描述的，纳米级线的功能化可以允许功能化的纳米级线与各种实体(诸如分子实体)的相互作用，并且相互作用引起功能化纳米级线性质的改变，这为纳米级传感器装置提供了用于检测怀疑存在于样本中的分析物存在与否的机制。

然而，在相对“有噪”的环境中很难确定分析物何时与功能化纳米线相互作用，例如，在分析物存在于生理流体(诸如血液)中的情况下。这种环境内的盐、离子、蛋白质、碳水化合物等等的存在可能使其很难识别或者不可能识别分析物何时已与纳米级线结合(bind)或者以其它方式与纳米级线相互作用。因此，仍然需要改善这种技术。

发明内容

本发明通常涉及纳米级线，包括用作传感器的纳米级线。在一些情况下，本发明的主题涉及特定问题的替代解决方案、相关的产品和/或一个或者多个系统和/或制品的多个不同用途。

在一个方面中，本发明涉及一种制品。在一组实施例中，制品包括：场效应晶体管，该场效应晶体管包括源极、包括纳米级线的栅极和漏极；与源极电连通的第一周期性电压发生器；以及与栅极电连接的第二周期性电压发生器。在另一组实施例中，制品包括：场效应晶体管，该场效应晶体管包括源极、包括纳米级线的栅极和漏极；能够向源极和栅极施加不同电压的电压发生器设备；以及与电压发生器和场效应晶体管的漏极电连通的锁定放大器。

在另一个方面中，本发明通常涉及一种方法。根据一组实施例，所述方法包括以下动作：提供场效应晶体管，向源极施加具有第一频率的第一周期性电信号，以及向栅极施加具有第二频率的第二周期性电信号，该场效应晶体管包括源极、包括纳米级线的栅极和漏极。在一些实施例中，第二频率不同于第一频率。

根据另一组实施例，方法包括以下动作：提供包括场效应晶体管的装置，向源极施加第一周期性电压信号，向栅极施加第二周期性电压信号，确定由漏极产生的电压信号以及通过确定由漏极产生的电压信号中的变化来确定栅极的改变，该场效应晶体管包括源极、包括纳米级线的栅极和漏极。

在另一个方面中，本发明包括制造此处描述的实施例中的一个或者多个(例如，用作传感器的纳米级线)的方法。在又另一个方面中，本发明包括使用此处描述的实施例中的一个或者多个(例如，用作传感器的纳米级线)的方法。

当结合附图考虑时，本发明的其它优点和新颖的特征将从本发明的各种非限制性实施例的下列详细说明中变得明显。如果本说明书和通过引用并入的文件包括矛盾和/或不一致的公开内容，那么应当以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或更多个文件包括相对于彼此矛盾和/或不一致的公开内容，那么应当以生效日期较晚的文件为准。

附图说明

将参考附图通过示例的方式对本发明的非限制性实施例进行描述，该附图是示意性的并且不旨在按比例绘制。在图中，图示的每个相同或者几乎相同的组件通常由单个标号表示。为了清楚起见，不是每个组件都在每个图中标记出来，当图示对于允许本领域普通技术人员理解本发明来说并不必要时，也不必示出本发明每个实施例的每个组件。在图中：

图1示意性地图示了根据本发明一个实施例的传感器装置；以及

图2A-2B图示了本发明另一个实施例中包括纳米线的传感器装置的使用。

具体实施方式