KR102649445B1 - 일체형 기준 전극이 집적된 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서 - Google Patents
일체형 기준 전극이 집적된 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102649445B1 KR102649445B1 KR1020210085541A KR20210085541A KR102649445B1 KR 102649445 B1 KR102649445 B1 KR 102649445B1 KR 1020210085541 A KR1020210085541 A KR 1020210085541A KR 20210085541 A KR20210085541 A KR 20210085541A KR 102649445 B1 KR102649445 B1 KR 102649445B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ion
- selective
- transistor sensor
- carbon nanotube
- integrated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 122
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 42
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- 229920001486 SU-8 photoresist Polymers 0.000 claims description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 14
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 12
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 201000003883 Cystic fibrosis Diseases 0.000 description 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- 206010013654 Drug abuse Diseases 0.000 description 1
- -1 K + Chemical class 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 108091005708 gustatory receptors Proteins 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002555 ionophore Substances 0.000 description 1
- 230000000236 ionophoric effect Effects 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000729 poly(L-lysine) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 208000011117 substance-related disease Diseases 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
- G01N27/4146—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS involving nanosized elements, e.g. nanotubes, nanowires
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
- G01N27/4145—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS specially adapted for biomolecules, e.g. gate electrode with immobilised receptors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
- G01N27/4148—Integrated circuits therefor, e.g. fabricated by CMOS processing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
본 발명은, 기판; 상기 기판 위에 전극 사이 소정의 간격을 두고 위치하는 소스-드레인 전극; 상기 소스-드레인 전극 사이에 위치하고, 상기 소스-드레인 전극과 접촉되는 탄소나노튜브 채널; 상기 탄소나노튜브 채널 위에 증착되고 특정 이온이 선택적으로 결합하는 이온 선택성 막; 및 상기 기판 위에 위치한 기준 전극;을 포함하여, 상기 기준 전극이 상기 기판에 일체로 집적된 것을 일 특징으로 한다.
Description
본 발명은 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서에 관한 것으로서, 특히 기준 전극이 일체로서 소자에 집적된 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서에 관한 것이다.
최근 기술발전에 따라 여러 센서와 통합된 웨어러블 전자 장치는 개인 건강 관리에 중요한 요소가 되었다. 인체의 생체신호를 감지할 수 있는 웨어러블 센서는 사용자를 방해하지 않고 물리적, 생리적 또는 전기 화학적 신호를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 유연한 기판에 소형 센서를 제작하는 것 외에도, 건강 상태에 대한 정보를 포함하는 특정 생체 유체를 분석하도록 설계된 민감 센서의 개발은 개인 건강 모니터링에 중요하다. 생리적 또는 대사적 바이오마커를 포함하는 인간의 땀을 분자 수준에서 분석하여 개인의 건강 상태를 비침습적으로 모니터링할 수 있다. 땀 분석은 탈수, 낭포성 섬유증, 약물 남용 및 심장 대사를 감지하는데 매우 중요하다.
웨어러블 센서에 사용되는 가장 일반적인 땀 분석 기법은 전기 화학적 전위가 땀에 포함된 이온의 농도에 직접적으로 의존하는 이온 선택성 전극(ISE)을 이용하는 것이다. 웨어러블 센서는 타투, 스마트워치, 패치 또는 직물과 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
그러나 높은 민감도에도 불구하고 ISE 기반의 땀 센서는 일반적으로 수 밀리미터 정도의 큰 크기를 가지고 있다. 이는 하나의 칩에 많은 수의 센서를 통합하는 것을 어렵게 할 수 있다. 반면, 이온에 민감한 ISFET는 나노 미터 단위로 축소될 수 있어 하나의 칩에 많은 수의 센서를 통합하는 것을 가능하게 한다. 또한, 나노 스케일 ISFET의 작은 입력 커패시턴스는 손실 없이 축소된 감지 영역에서 생성된 전기 화학적 전위의 민감한 측정을 위해 이온 선택성 막에 강한 커패시터 커플링을 가능하게 한다.
탄소나노튜브(CNT)는 높은 기계적 유연성, 운송 이동성, 화학적 안정성 및 화학적 기능화로 인해 웨어러블 장치에 유망한 채널 재료로 여겨진다. 많은 연구자가 CNT-FET 기반의 바이오 센서를 개발했으나 땀분석, 특히 나트륨 이온 검출에 대한 연구는 여전히 부족하다.
이온 검출을 위해서는 다양한 이온 농도에서 안정적인 전위를 유지해야하는 기준 전극이 중요하다. 감지 메커니즘으로 인해 안정적인 전위가 없으면 센서가 제대로 작동하지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이온 선택성 트랜지스터의 성능과 이전에 보고된 이온 선택성 트랜지스터의 성능을 비교한 도표이다. 도 1을 참조하면, CNT-FET에 관한 이전 연구에서 땀과 관련된 이온 검출에 대해 보고되었지만, 기존의 부피가 큰 기준 전극 또는 금속 와이어 전극에 필요한 대규모 실험 설정은 웨어러블 장치에 이용하기에 어렵다.
이와 관련하여 한국등록특허 제10-2081904호는 미각 수용체 단백질이 기능화된 CNT-FET를 이용한 미각 센서와 바이오 전자혀를 개시한다. 상기 선행특허문헌은 기판상에 형성된 단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 반도체 채널, 상기 반도체 채널의 양 단에 형성된 소스-드레인 전극을 포함하는 swCNT-FET, 및 상기 반도체 채널 표면에 형성된 쓴맛 수용체 단백질을 포함하는 미각센서로 미각물질을 감지한다.
전술한 바와 같이, 특정 이온 또는 물질을 감지하는 CNT-FET는 다수 제안되고 있다. 다만, 종래의 경우, CNT-FET의 3개의 전극 중 2개의 전극만 포함되어 있는 구성이고 기준 전극이 소자에 일체로 직접되어 있지는 않다. 따라서, 센서를 소형화하여 웨어러블 센서에 이용할 수 있도록 3전극 CNT-FET가 기준 전극을 포함하여 소자에 일체로 직접되는 것이 요구된다.
본 발명은 추가적인 환경구성 없이 하나의 소자에 필요 구성을 모두 집적한 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 이를 통해 센서를 소형화하여 웨어러블 장치에 사용할 수 있는 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판; 상기 기판 위에 전극 사이 소정의 간격을 두고 위치하는 소스-드레인 전극; 상기 소스-드레인 전극 사이에 위치하고, 상기 소스-드레인 전극과 접촉되는 탄소나노튜브 채널; 상기 탄소나노튜브 채널 위에 증착되고 특정 이온이 선택적으로 결합하는 이온 선택성 막; 및 상기 기판 위에 위치한 기준 전극;을 포함하여, 상기 기준 전극이 상기 기판에 일체로 집적된 것을 일 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기준 전극은, 게이트 전극을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기준 전극은, 상기 게이트 전극에 인쇄된 Ag/AgCl을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기준 전극은, 상기 Ag/AgCl이 인쇄된 상기 게이트 전극에 코팅된 PVB 막을 더 포함하여, 안정적인 구동 전위를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 이온 선택성 막은, 나트륨 이온에 대한 선택성을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 소스-드레인 전극과 상기 이온 선택성 막 사이에 위치하여 누설 전류 형성을 방지하는 SU-8 포토 레지스트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 부피가 크고 내부 포화용액을 가지는 외부 전극이 필요 없이 기준 전극을 트랜지스터에 집적함으로써 추가적인 환경구성 없이 하나의 소자에 필요 구성을 모두 집적한 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서를 제공할 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 일체형 기준 전극을 사용함으로써 센서를 소형화할 수 있고 웨어러블 장치에 사용될 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 성능과 이전에 보고된 이온 선택성 트랜지스터 센서의 성능을 비교한 도표이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 구성도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서가 나트륨 이온을 실시간으로 측정한 그래프를 나타낸다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 PI(Polyimide) 기판을 나타낸다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 채널 영역의 광학 이미지를 나타낸다.
도 6은 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전기적 특성을 나타내는 실시예로서, 도 6의 (a)는 다양한 드레인 전압에서 나트륨 이온 선택성 막이 없는 경우 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전달 특성을 나타내고, 도 6의 (b)는 나트륨 이온 선택성 막의 증착 전후 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전달 특성을 나타낸다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 이온 선택성 막의 개략도를 나타낸다.
도 8는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전기적 특성을 나타내는 실시예로서, 도 8의 (a)는 나트륨 이온 선택성 막으로 기능화된 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 전달 특성을 나타내고, 도 8의 (b)는 나트륨 이온 선택성 막으로 기능화되지 않은 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 전달 특성을 나타낸다.
도 9은 다양한 간섭 이온과 나트륨 이온에 대한 이온 선택성 막의 선택성을 나타내는 실시예로서, 도 9의 (a)는 다양한 간섭 이온에 대한 임계 전압을 나타내고, 도 9의 (b)는 다양한 간섭 이온이 혼합된 용액의 나트륨 이온에 따른 임계 전압을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인공 땀에서의 나트륨 이온 감지에 대한 실험 데이터이다.
도 11는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 임계 전압을 나타내는 실시예로서, 도 11의 (a)는 나트륨 이온 선택성 막의 유무에 따른 임계 전압을 나타내고, 도 11의 (b)는 기준 전극에 따른 임계 전압을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 제조공정을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 구성도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서가 나트륨 이온을 실시간으로 측정한 그래프를 나타낸다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 PI(Polyimide) 기판을 나타낸다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 채널 영역의 광학 이미지를 나타낸다.
도 6은 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전기적 특성을 나타내는 실시예로서, 도 6의 (a)는 다양한 드레인 전압에서 나트륨 이온 선택성 막이 없는 경우 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전달 특성을 나타내고, 도 6의 (b)는 나트륨 이온 선택성 막의 증착 전후 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전달 특성을 나타낸다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 이온 선택성 막의 개략도를 나타낸다.
도 8는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 전기적 특성을 나타내는 실시예로서, 도 8의 (a)는 나트륨 이온 선택성 막으로 기능화된 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 전달 특성을 나타내고, 도 8의 (b)는 나트륨 이온 선택성 막으로 기능화되지 않은 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 전달 특성을 나타낸다.
도 9은 다양한 간섭 이온과 나트륨 이온에 대한 이온 선택성 막의 선택성을 나타내는 실시예로서, 도 9의 (a)는 다양한 간섭 이온에 대한 임계 전압을 나타내고, 도 9의 (b)는 다양한 간섭 이온이 혼합된 용액의 나트륨 이온에 따른 임계 전압을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인공 땀에서의 나트륨 이온 감지에 대한 실험 데이터이다.
도 11는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 임계 전압을 나타내는 실시예로서, 도 11의 (a)는 나트륨 이온 선택성 막의 유무에 따른 임계 전압을 나타내고, 도 11의 (b)는 기준 전극에 따른 임계 전압을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 제조공정을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 구성도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 기판(100), 소스-드레인 전극(200), 탄소나노튜브 채널(300), 이온 선택성 막(400), 기준 전극(500), 및 SU-8 포토 레지스트(600)를 포함할 수 있다.
일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 안정적인 기준 전극이 일체로 집적되어 소형화에 유리할 수 있다. 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 마이크로 단위로 제작 가능하여 웨어러블 장치에 사용될 수 있다. 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 2 전극 소자보다 이온선택성과 민감도가 더 높을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)가 나트륨 이온을 실시간으로 측정한 그래프를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 나트륨 이온 농도에 따라 일정한 드레인 전류(ID)가 출력될 수 있다. 즉, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 나트륨 이온 농도에 대한 드레인 전류(ID)가 선형성을 가지므로 나트륨 감지에 적용될 수 있다. 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 인체의 다양한 부위의 나트륨 농도인 38.3±20.8mM을 포함하는 0.1~100mM의 광범위한 나트륨 이온을 감지할 수 있다.
기판(100)은 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)에 필요한 소자들이 집적될 수 있다. 기판(100)은 탄소나노튜브 채널(300)이 증착될 수 있는 Si / SiO2 성분으로 구성될 수 있다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 PI(Polyimide) 기판을 나타낸다. 도 4을 참조하면, 기판(100)은 단단한 기판 대신 사전에 패턴화된 전극이 있는 유연한 PI 기판(100)일 수 있다. 기판(100)은 유연한 PI 소재를 사용하여 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)가 웨어러블 장치에 구현되게 할 수 있다.
소스-드레인 전극(200)은 기판 위에 전극 사이 소정의 간격을 두고 위치할 수 있다. 소스-드레인 전극(200)은 Ti/Au로 구성될 수 있다. 소스-드레인 전극(200)은 photolithography, electron-beam evaporation, and a lift-off 공정으로 제작될 수 있다.
SU-8 포토 레지스트(600)는 소스-드레인 전극과 상기 이온 선택성 막 사이에 위치하여 누설 전류 형성을 방지할 수 있다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 채널 영역의 광학 이미지를 나타낸다. 도 5을 참조하면, SU-8 포토 레지스트(600)는 측정하고자 하는 용액과 접촉하는 소스-드레인 전극(200)에서 전류 누설을 억제하기 위해 감지 영역을 제외하고 패시베이션층을 형성할 수 있다.
탄소나노튜브 채널(300)은 소스-드레인 전극 사이에 위치하고, 소스-드레인 전극과 접촉될 수 있다.
도 6는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 전기적 특성을 나타내는 실시예로서, 도 6의 (a)는 다양한 드레인 전압에서 나트륨 이온 선택성 막(400)이 없는 경우 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 전달 특성을 나타내고, 도 6의 (b)는 나트륨 이온 선택성 막(400)의 증착 전후 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 전달 특성을 나타낸다.
도 6의 (a)를 참조하면, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 103 이상의 on/off 비율로 p-type 특성을 나타낼 수 있다. 탄소나노튜브 채널(300)은 표면에 흡착된 산소와 물 분자가 탄소나노튜브 채널(300)에서 전자를 끌어내어 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)가 p-type으로 작동되게 할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 전송 곡선은 나트륨 이온 선택성 막(400)이 탄소나노튜브 채널(300)에 증착됨에 따라 on/off 비율을 변경하지 않고 왼쪽으로 이동하고 subthreshold 기울기가 개선될 수 있다. 탄소나노튜브 채널(300)은 소수성 상호 작용을 통해 벽에 이온 선택성 막이 흡착되면 주변의 물이 흡착되는 영향을 억제하고 정공(p-type) 전도를 줄일 수 있다.
일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 백 게이트와 리퀴드 게이트 사이에 게이트 전압 범위가 다를 수 있다. 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 리퀴드 게이트에서 볼 때의 채널 전위가 표준 전극 전위(V0 ref), 이중층 커패시턴스 및 이온 선택성 막에서 생성된 전기 화학전 전위로부터 결정될 수 있다. 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 백 게이트에서 볼 때의 채널 전위가 하단의 산화물 커패시턴스에 의해 결정될 수 있다. 또한, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 채널 전위는 리퀴드 게이트와 백 게이트 사이의 용량성 결합에 영향을 받을 수 있다.
일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 나트륨 이온 선택성 막(400)이 있는 소자의 경우 백 게이트 전압이 2.5V보다 높을 때 전자(n-type) 전도가 관찰될 수 있다. 이러한 현상은 탄소나노튜브 채널(300)에 n-type 전도를 억제하는 주변의 물의 흡착으로 발생하나 감지 신호로서의 임계 전압 또는 드레인 전류가 p-type 영역에서 특성화되었기 때문에 나트륨 측정에서 오류는 발생하지 않는다.
이온 선택성 막(400)은 탄소나노튜브 채널 위에 증착되고 특정 이온이 선택적으로 결합할 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 막의 색상과 투명성에 따라 채널 영역의 색상이 변하므로 이를 통해 증착상태를 확인할 수 있다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 이온 선택성 막의 개략도를 나타낸다. 도7를 참조하면, 이온 선택성 막(400)의 선택성 이온 운반체(ionophore)는 특정 이온을 포착할 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 막/용액 계면의 농도 차이로 인해 전기 화학적 전위를 생성할 수 있다. 이온 선택성 막(400)의 평균 두께는 90㎛에서 110㎛ 사이일 수 있다. 바람직하게는, 이온 선택성 막(400)의 평균 두께는 약 100㎛일 수 있다.
이온 선택성 막(400)은 유연한 기판(100)에서도 접착력을 가질 수 있도록 기판(100) 재료의 표면 에너지를 고려하여 제작될 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 유연한 기판(100)에서도 화학적 안정성을 가질 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 반복적인 굽힘, 비틀림, 및 스트레칭과 같은 다양한 사람의 움직임에도 기계적 안정성이 보장될 수 있다.
이온 선택성 막(400)은 나트륨 이온에 대한 선택성을 가질 수 있다.
도 8는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 전기적 특성을 나타내는 실시예로서, 도 8의 (a)는 나트륨 이온 선택성 막으로 기능화된 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 전달 특성을 나타내고, 도 8의 (b)는 나트륨 이온 선택성 막으로 기능화되지 않은 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 나트륨 이온 농도에 따른 전달 특성을 나타낸다.
도 8의 (a)를 참조하면, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 나트륨 농도가 증가하면 드레인 전류(ID)와 리퀴드 게이트 전압(VLG) 곡선이 왼쪽으로 이동하는 특성을 갖는다. 도 8의 (b)를 참조하면, 나트륨 이온 선택성 막이 없는 센서에서는 나트륨 농도가 증가해도 드레인 전류(ID)와 리퀴드 게이트 전압(VLG) 곡선의 이동은 무시할 수 있을 정도의 차이만 발생한다. 본 실시예에 따르면, 탄소나노튜브-용액 인터페이스 대신 나트륨 이온 선택성 막-용액 인터페이스에서 전기 화학전 전위가 발생한다.
도 9는 다양한 간섭 이온과 나트륨 이온에 대한 이온 선택성 막의 선택성을 나타내는 실시예로서, 도 9의 (a)는 다양한 간섭 이온에 대한 임계 전압을 나타내고, 도 9의 (b)는 다양한 간섭 이온이 혼합된 용액의 나트륨 이온에 따른 임계 전압을 나타낸다.
도 9의 (a)를 참조하면, 이온 선택성 막(400)은 땀의 주요 전해질인 K+, Ca2+, Mg2+ 등의 간섭 이온에 대해 매우 낮은 선택성을 가질 수 있다. 따라서 로그 스케일에서 전해질의 농도에 따른 임계 전압의 크기가 나트륨 이온에 대해서는 선형성을 보이지만 나머지 간섭 이온에 대해서는 선형성을 보이지 않는다. 즉, 이온 선택성 막(400)은 1차 나트륨 이온에 대해 탁월한 선택성을 가질 수 있다.
도 9의 (b)를 참조하면, 이온 선택성 막(400)은 K+, Ca2+, Mg2+의 간섭 이온 농도가 각각 2~8mM, 0.2~2mM, 0.02~0.4mM인 혼합 용액에서 로그 스케일의 나트륨 농도에 대한 임계 전압이 선형을 갖도록 할 수 있다. 즉, 이온 선택성 막(400)은 간섭 이온이 혼합된 용액에서도 나트륨 이온에 대한 강한 선택성을 가질 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 K+, Ca2+, Mg2+의 간섭 이온 이 포함된 혼합 용액에서 나트륨 농도가 0.1~10mM인 경우 54mV/dec, 1~100mM인 경우 71.4mV/dec의 감도를 갖을 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 K+, Ca2+, Mg2+의 간섭 이온 이 포함된 혼합 용액에서 평균적으로 61.9mV/dec의 감도를 가질 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인공 땀에서의 나트륨 이온 감지에 대한 실험 데이터이다. 도 10을 참조하면, 인공 땀은 사람의 땀과 유사한 환경을 만들기위해 칼륨 이온 1mM과 젖산 10mM을 포함할 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 인공 땀에서 나트륨 농도가 0.1~100mM인 경우 58mV/dec의 감도를 가질 수 있다. 이온 선택성 막(400)은 인공 땀에서 나트륨 이온 증가에 따른 드레인 전류(ID)가 감소된다.
기준 전극(500)은 기판 위에 위치할 수 있다. 기준 전극(500)은 부피가 큰 Ag/AgCl 전극 또는 금속 와이어 게이트를 사용하는 기존 방법에 비해 소형인 크기와 높은 안정성 측면에서 웨어러블 장치에 더 적합할 수 있다.
도 11는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 나트륨 이온 농도에 따른 임계 전압을 나타내는 실시예로서, 도 11의 (a)는 나트륨 이온 선택성 막의 유무에 따른 임계 전압을 나타내고, 도 11의 (b)는 기준 전극에 따른 임계 전압을 나타낸다.
도 11의 (a)를 참조하면, 나트륨 농도가 증가함에 따라 임계 전압도 감소함을 알 수 있다. 따라서, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 로그 스케일에서 나트륨의 농도와 임계 전압이 비례하므로 센서로써 사용될 수 있다.
도 11의 (b)를 참조하면, 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)는 NaCl 용액에 대해 71.7mV/dec의 감도를 갖을 수 있고 이는 상용 기준 전극의 감도인 66.5.mV/dec와 유사하다. 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)의 기준 전극(500)과 상용 Ag/AgCl 기준 전극 사이의 개방 회로 전위(OCP)는 0.1~100mM 범위에서 3.7mV 미만의 오류로 안정적으로 유지될 수 있다. 본 실시예에 따르면, AgCl과 PVB(Poly Vinyl Butyral) 막으로 구성된 기준 전극(500)은 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)가 광범위한 전해질 농도에서 구동되기 위해 안정적인 전위(리퀴드 게이트 전압)를 제공할 수 있다.
기준 전극(500)은 게이트 전극(510), Ag/AgCl(530), 및 PVB 막(550)을 포함할 수 있다.
Ag/AgCl(530)은 게이트 전극에 인쇄될 수 있다. Ag/AgCl(530)은 기준 전극(500)으로서의 안정성을 확보하게 할 수 있다.
PVB 막(550)은 Ag/AgCl이 인쇄된 게이트 전극에 코팅될 수 있다.
PVB 막(550)은 컨디셔닝하는 동안 폴리머 매트릭스에서 물을 흡수할 수 있다. PVB 막(550)는 막/수성 계면의 경계에서 이온 확산 과정이 발생하여 나노 포어 채널을 형성할 수 있다. PVB 막(550)은 막 표면에 형성된 나노 포어 채널을 통해 막과 용액 사이의 물질(K+, Cl- 등) 교환을 촉진하고 제어하여 전기적 연결을 생성할 수 있다. PVB 막(550)은 K+와 Cl-의 이동속도가 유사하기 때문에 접합 전위를 형성하지 않고도 안정적인 전위를 유지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서의 제조 공정을 나타낸다. 제조 공정은 CNT-FET 제조, 나트륨 이온 선택성 막 증착, 및 기준 전극 형성으로 구성된다. 기판(100)은 90nm 두께의 SiO2로 구성된 top layer를 갖는 고도로 p-도핑된 실리콘 웨이퍼로 제작된다. 소드-드레인 전극(200)은 photolithography, electron-beam evaporation, and a lift-off 공정으로 제작될 수 있다. 도 2와 도 12의 (a)에서 게이트 전극(510)은 이산화 규소(SiO2) 박막 위에 소스-드레인 전극(200)과 동일한 공정으로 제작될 수 있음을 알 수 있다.
탄소나노튜브 채널(300)은 기판(100)에 photolithography 공정으로 길이 100㎛, 폭 200㎛의 활성 영역 정의하여 증착될 수 있다. 기판을 O2 플라즈마 (30 W, 20 sccm, 500 mTorr)로 1분 동안 처리하여 표면을 친수성으로 만든다. 기질을 poly-L-lysine 용액(0.1% w/v in H2O; Sigma-Aldrich)으로 5분 동안 기능화하여 amine-terminated layer을 형성하여 탄소나노튜브 채널(300)의 접착을 촉진한 다음 탈 이온화 된 물에 N2를 분사한다. 임의의 CNT를 증착시키기 위해 95% 반도체 CNT 용액(IsoNanotubes-S)을 기판(100)에 10분 동안 떨어뜨리고 탈 이온화 된 물로 세척 한 다음 N2 가스로 건조한다. 탄소나노튜브 채널(300)의 활성 영역은 아세톤에서 포토 레지스트를 제거하여 lift-off 공정으로 형성된다.
추가로 photolithography를 사용하여 SU-8 레이어로 패시베이션되어 소스-드레인 전극(200)이 테스트 용액에 누출이 되는 것을 방지한다.
이온 선택성 막(400)은 탄소나노튜브 채널 위에서 주조하고 2000rpm에서 30초 동안 200rpm/s의 가속으로 10초 동안 스핀 코팅하고 건조하여 제작된다.
기준 전극(500)은 탄소나노튜브 채널(300)에 연결시키지 않고 전기적으로 절연시킨다. Ag/AgCl(530)은 Ag/AgCl 잉크를 게이트 전극(510)에 떨어뜨리고 건조된다. Ag/AgCl(530)을 경화하고 고정하기 위해 120°C에서 2분 동안 굽는다. PVB 막(550)은 395.5mg의 PVB와 50mg의 NaCl을 5mL의 메탄올에 용해한 용액으로 제작된다. PVB 용액은 균일한 혼합을 보장하기 위해 40kHz에서 30분 동안 초음파 처리한다. PVB 막(550)은 PVB 용액을 Ag/AgCl 코팅된 전극에 2시간 동안 캐스팅하여 제작된다. 도 2와 도 12의 (d)에서 PVB 막(550)은 Ag/AgCl(530) 주위로 코팅되고, 테두리가 이산화 규소(SiO2) 박막에 부착됨을 알 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1 : 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서(1)
100 : 기판
200 : 소스-드레인 전극
300 : 탄소나노튜브 채널
400 : 이온 선택성 막
500 : 기준 전극
510 : 게이트 전극
530 : Ag/AgCl
550 : PVB 막
600 : SU-8 포토 레지스트
100 : 기판
200 : 소스-드레인 전극
300 : 탄소나노튜브 채널
400 : 이온 선택성 막
500 : 기준 전극
510 : 게이트 전극
530 : Ag/AgCl
550 : PVB 막
600 : SU-8 포토 레지스트
Claims (6)
- 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서에 있어서,
이산화 규소(SiO2) 박막을 상부에 포함하는 기판;
상기 기판의 이산화 규소(SiO2) 박막 위에 전극 사이 소정의 간격을 두고 위치하는 소스-드레인 전극;
상기 이산화 규소(SiO2) 박막 위에서 상기 소스-드레인 전극 사이에 위치하고, 상기 소스-드레인 전극과 접촉되는 탄소나노튜브 채널;
상기 탄소나노튜브 채널 위에 증착되고 특정 이온이 선택적으로 결합하는 이온 선택성 막; 및
상기 기판의 이산화 규소(SiO2) 박막 위에 위치하는 게이트 전극을 포함하는 기준 전극;을 포함하고,
상기 기준 전극은,
상기 게이트 전극 위에 인쇄된 Ag/AgCl; 및
상기 게이트 전극 위에 인쇄된 Ag/AgCl 주위로 코팅되어 테두리가 상기 이산화 규소(SiO2) 박막에 부착되는 PVB 막;을 더 포함하여,
상기 기준 전극이 상기 기판에 일체로 집적된 것을 특징으로 하는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 이온 선택성 막은,
나트륨 이온에 대한 선택성을 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 소스-드레인 전극과 상기 이온 선택성 막 사이에 위치하여 누설 전류 형성을 방지하는 SU-8 포토 레지스트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 이온 선택성 트랜지스터 센서.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210085541A KR102649445B1 (ko) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 일체형 기준 전극이 집적된 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210085541A KR102649445B1 (ko) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 일체형 기준 전극이 집적된 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230003908A KR20230003908A (ko) | 2023-01-06 |
| KR102649445B1 true KR102649445B1 (ko) | 2024-03-19 |
Family
ID=84924050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210085541A Active KR102649445B1 (ko) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 일체형 기준 전극이 집적된 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102649445B1 (ko) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101330221B1 (ko) * | 2011-11-23 | 2013-11-18 | 한국과학기술연구원 | 탄소나노튜브를 이용한 이온 농도 측정용 센서 및 그 제조방법 |
| KR101966912B1 (ko) * | 2016-08-09 | 2019-04-08 | 서울대학교산학협력단 | 탄소 나노튜브 기반의 이온 센서 및 이의 제조방법 |
| KR102081904B1 (ko) | 2017-08-16 | 2020-02-26 | 서울대학교산학협력단 | 신축성 기판과 이온 선택성 박막을 이용한 탄소나노튜브 기반 이온 센서 및 그 제조방법 |
-
2021
- 2021-06-30 KR KR1020210085541A patent/KR102649445B1/ko active Active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Christina C. Cid et al., Ion-sensitive field effect transistors using carbon nanotubes as the transducing layer, Analyst, 2008, Vol.133, pp.1001-1004 1부.* |
| Qiaofeng Li et al., Stable Thin-Film Reference Electrode on Plastic Substrate for All-Solid-State Ion-Sensitive Field-Effect Transistor Sensing System, IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 2017, Vol.38, pp.1469-1472 1부.* |
| Sungho Kim et al., Silicon nanowire ion sensitive field effect transistor with integrated Ag/AgCl electrode: pH sensing and noise characteristics, Analyst, 2011, Vol.136, pp.5012-5016 1부.* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230003908A (ko) | 2023-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Macchia et al. | About the amplification factors in organic bioelectronic sensors | |
| US8778269B2 (en) | Nanoelectronic electrochemical test device | |
| US6521109B1 (en) | Device for detecting an analyte in a sample based on organic materials | |
| US8926812B2 (en) | Cell-based transparent sensor capable of real-time optical observation of cell behavior, method for manufacturing the same and multi-detection sensor chip using the same | |
| CN107449812B (zh) | 一种在cmos标准工艺下的生物化学传感器 | |
| US10302590B2 (en) | Integrated circuit with sensing transistor array, sensing apparatus and measuring method | |
| CN108847424B (zh) | 薄膜晶体管、传感器、生物检测装置和方法 | |
| KR101551876B1 (ko) | 플로팅 전극을 이용한 탄소나노튜브 기반 바이오센서, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 비부착성 세포의 전기생리학적 반응을 측정하는 방법 | |
| KR20120085211A (ko) | 연장된 게이트 전극이 형성된 전계효과 트랜지스터형 신호변환기를 이용한 투명성 이온 감지 센서칩 및 이의 제조방법 | |
| US20170336347A1 (en) | SiNW PIXELS BASED INVERTING AMPLIFIER | |
| CN115963161B (zh) | 波浪状传感界面的碳纳米管场效应晶体管生物传感器、制备方法及应用 | |
| US20220170920A1 (en) | Apparatus and method for measuring hormone concentration in biofluids | |
| Li et al. | Interface engineering of Si hybrid nanostructures for chemical and biological sensing | |
| Ma et al. | A review of electrochemical electrodes and readout interface designs for biosensors | |
| US10739305B1 (en) | Biosensing systems and methods using a FET | |
| KR102649445B1 (ko) | 일체형 기준 전극이 집적된 탄소나노튜브 기반 이온 선택성 트랜지스터 센서 | |
| RU2638125C2 (ru) | Интегральная схема с нанопроводниковыми датчиками, измерительное устройство, способ измерения и способ изготовления | |
| Li et al. | Real-time and multiplexed detection of sodium and potassium ions using PEDOT: PSS OECT microarrays integrated with ion-selective membranes | |
| Huang et al. | Solution processed highly uniform and reliable low voltage organic FETs and facile packaging for handheld multi-ion sensing | |
| KR20160001133A (ko) | 탄소나노튜브 바이오센서 제조방법 | |
| KR101380926B1 (ko) | 표면 개질된 탄소나노구조체를 이용한 이온 농도 측정용 센서 및 그 제조방법 | |
| KR102240947B1 (ko) | 젖산 감응 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
| US8410530B2 (en) | Sensitive field effect transistor apparatus | |
| KR20180103653A (ko) | 도파민 검지 바이오센서 및 이를 이용한 도파민 검지 방법 | |
| Singh et al. | Label-Free EGFR Sensing by Using a Flexible IrOx Extended Gate Field-Effect Transistor based Biosensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20210630 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230522 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240112 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240315 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240315 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |