一种基于场效应晶体管的手性传感器及其制备方法

摘要

本发明揭示了一种基于场效应晶体管的手性传感器及其制备方法，该手性传感器利用场效应晶体管的结构，其有源层为具有手性识别与检测功能的碳纳米管薄膜，该有源层组分上可以是经过手性分子修饰的单壁或多壁碳纳米管薄膜，或以上两种材料混合制成的薄膜。碳纳米管的理想结构大大降低了载流子非弹性背散射，特别是其室温声学声子所对应的平均自由程达到了微米量级，光学声子的平均自由程也到了几十纳米，可以达到目前场效应晶体管的尺度，碳纳米管作为理想的有源层材料被植入场效应晶体管。本发明将具有手性选择性的基团修饰到碳纳米管上，通过与待检测的手性物质结合，使得场效应晶体管的参数发生变化，从而达到手性检测的目的。

主权项

一种基于场效应晶体管的手性传感器的制备方法，所述场效应晶体管包括基底、栅绝缘层、有源层、栅电极、源电极和漏电极，其特征在于，所述场效应晶体管的有源层为具有手性识别与检测功能的碳纳米管薄膜；并且，所述制备方法包括步骤：I、在基底／栅极上生长一层10nm‑100nm厚的绝缘层；II、将经过分散并经过手性分子修饰的碳纳米管溶液喷涂、打印、旋涂、或滴加在绝缘层上，排布形成场效应晶体管的导电沟道；III、在导电沟道上溅射或蒸发制备电极，并对电极刻蚀形成源、漏电极之间0.1μm‑1μm的距离；步骤II中所述手性修饰的碳纳米管采用共价法或非共价法制备，其步骤为先将手性分子溶于酸性或碱性溶液中，再加入碳纳米管，将混合液体超声分散后用磁力搅拌，最后在手性分子与碳纳米管的分散体系中加入碱性或酸性溶液，直至手性分子沉积于碳纳米管之上。