新型pH-ISFET芯片系统研究

该文研究设计一种新型ISFET/REFET/PRE传感器与信号检测电路集成于一体的芯片系统。采用商业标准CMOS工艺实现了基础集成芯片,探索研究与集成芯片兼容的敏感薄膜制备技术及其相关后续工艺,着重研究电聚合法制备的H^+敏感PPy膜;与采用低温Ta_2O_5敏感薄膜技术研制的集成芯片进行了比较。集成芯片具有灵敏度54mV/pH,响应时间0.1s,在pH1～12范围内线性相关系数99.99%的优良性能。

聚合物在pH-ISFET研究中的应用

聚合物具有许多无机物没有的特性,已被越来越多地应用到pH-ISFET中,主要体现在4个方面,即pH敏感膜、pH钝化膜、结构材料及封装材料。在介绍pH-ISFET工作机理的基础上,分析了其对功能薄膜的要求,总结、比较了各种用于pH-ISFET的聚合物的特性、制备方法及其应用。

CMOS兼容的ISFET传感器模型和测量电路研究

随着CMOS工艺的不断发展,将离子敏场效应晶体管(ISFET)传感器与CMOS技术相结合,以达到提高集成度、降低成本、减小系统尺寸、提高系统可靠性。在对与CMOS工艺兼容的ISFET传感器结构模型分析的基础上,研究了一种测量电路,它具有有利于消除体效应的影响、减少共模噪声的影响、克服温度漂移等优点。对该测量电路进行模拟仿真,得到输出电压与pH值之间的关系图,结果表明:其结果与理论模型仿真值基本吻合。

基于ISFET的亚硝酸根传感器的研究

本文报道了一种基于ISFET的亚硝酸根传感器。该传感器以四 (十二烷基 )碘化铵为电活性物质 ,测定的线性范围为 1 0× 10 - 1～ 7 0× 10 - 4mol·L- 1,斜率为 54mv/decade (2 1℃ ) ,检测下限为 5 5× 10 - 4mol·L- 1,适宜的pH范围为 4 7～ 6 8。

基于ISFET的农药检测生物传感技术

随着微电子、生物技术的发展,离子敏场效应晶体管(ISFET)生物传感技术已应用于农药检测,并显示出较好的优越性,而我国对基于ISFET的农药检测生物技术研究尚未展开。简单介绍了基于IS-FET的生物传感器的结构、原理,重点探讨了其在农药检测方面的研究应用,分析了ISFET生物传感器存在的问题与未来的发展。

全固态AlGaN/GaN ISFET pH传感器的温度特性

制备了集成式全固态AlGaN/GaN异质结离子敏感场效应晶体管（ISFET）结构pH传感器,并研究了其温度特性。将惰性金属薄膜作为固态参比电极集成到pH传感器主体上,取代传统的外置玻璃参比电极,实现了对微升溶液pH值的测量。将ISFET pH传感器分别在15,45和75℃下对不同pH值的微升标准溶液进行了测量。实验结果表明,随着温度升高,pH传感器的敏感度增大,其变化趋势与理论相符。当温度为75℃时,器件灵敏度达到50. 9 mV/pH。同时,实验中还观察到传感器的阈值电压随温度升高产生了正向漂移。通过传输线模型测试以及对肖特基圆环进行电容-电压特性测试,发现阈值电压变化的原因在于载流子迁移率随温度升高而明显降低。

pH-ISFET在电位滴定中的应用

本文介绍了以pH-ISFET为检测器的电位滴定系统,研究了强酸与强碱的滴定。用pH-ISFET作为检测器,与其它种类检测器的滴定规律相似,pH-ISFET电位滴定系统可将被检测液的浓度下限拓展到10^(-5)N数量级。该系统辨认等当点的能力强,而且具有设备简单、操作方便、重现性好、适用性强等特点。

扑尔敏ISFET化学传感器的研制与应用

以苯并 15 冠 5作为电活性物质 ,邻苯二甲酸二辛酯作增塑剂 ,制成了PVC膜药物敏感场效应晶体管化学传感器 ,该传感器对扑尔敏的线性响应范围为 0 .5～ 3.0× 10 - 6mol·L- 1,具有较好的选择性、稳定性和重现性。用该传感器对扑尔敏进行测定 。

集成化离子敏场效应传感器的研究进展

在介绍离子敏场效应晶体管(ISFET)传感器的应用和基本工作原理的基础上,阐述了集成化ISFET传感器的研究现状,包括ISFET敏感膜及其制造工艺与CMOS兼容性研究、集成化读出电路、多传感器集成等方面。展望了ISFET传感器的研究趋势,认为在以下方面值得探索和研究:敏感膜是把化学变量转换为电学变量的关键;高性能读出电路的研究;集ISFET、读出电路及后端信号处理电路于一体的低功耗ISFET传感器的系统集成;多功能、智能化的多传感器集成;研究集微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源等于一体的微机电系统(MEMS);ISFET微传感系统的数字化集成等。

晶体膜碘离子半导体传感器的研究

本文报导以Si_3N_4/SiO_4为绝缘膜,用AgI-Ag_2S晶体为敏感膜的碘离子敏感半导体器件,并对其敏感机理进行了分析.测试结构表明,该器件具有良好的稳定性和重现性,对碘离子的线性响应范围为1×10^(-6)～1×10^(-1)mol·L^(-1),响应斜率为54mV/pl(20℃).

半导体传感器在生物分析科学中的应用(英文)

回顾了半导体生化传感器 (ISFET 和 LA PS)在医学监测、免疫检测、免疫分析、D N A 杂交以及细胞培养等方面应用的进展。为使半导体器件适用于生化检测,对其中所采用的检测手段和取得的研究结果进行了分析。展望了通过与微流体网络相结合,基于半导体传感器的实验室芯片化的可行性。

H^+离子敏场效应传感器的SPICE模型仿真分析

本文从离子敏场效应晶体管(ISFET)的传感机理出发,利用计算机辅助设计软件(SPICE)建立了ISFET的物理模型。借助此模型,对器件的电学行为进行了模拟,仿真结果与实验数据取得了良好的一致性。

氢离子敏场效应管型尿素传感器及其应用

在H^+-IS FET(离子敏场效应晶体管)的二个栅极表面分别复盖一层戊二醛交联的牛血清清蛋白-脲酶膜及牛血清清蛋白膜即制成差分式尿素-酶FET传感器。该传感器的响应时间小于1min。尿素浓度为1.0—8.0mg/dL时,响应值与尿素浓度对数值呈线性关系,线性相关系数为0.997,响应灵敏度为50mV/dec.(mg/dL)。尿素浓度为0.1—1.0mg/dL时,响应值与尿素浓度呈线性关系,线性相关系数为0.998,响应灵敏度为12—15mV/mg/dL。该传感器对100mg/dL尿素溶液的20次响应的标准偏差及变异系数分别为1.39mV和1.44%。用该尿素-酶FET测定血清样品中的BUN(血中尿素氮)值时,与酶法相比较,两者之间的相关系数为0.9912。该传感器在1个半月内累计使用250次后,响应灵敏度下降约10%。

硫酸根离子敏感半导体器件的研究

本文报导一种基于四苯硼钠的离子敏感半导体器件。该器件的线性响应范围为 1 0×10 - 1- 1 0× 10 - 3mol/L ,斜率为 32ml/pc (13℃ ) ,检测下限为 6 0× 10 - 4mol/L。适宜的PH范围为 4 - 4 6。

氟离子敏场效应管的研制

阐述了一种氟离子敏场效应晶体管(FISFET)型传感器的结构和工作原理。它是在pH ISFET传感器的基础上用PVC方法把离子敏场效应晶体管和氟化物敏感膜相结合,制成氟离子敏场效应晶体管。该传感器具有全固态化 体积小的特点。实验表明该传感器的灵敏度为50mV/C,响应时间:小于1min,相关系数为0.9842,对氟化物的检测范围:1×10-6～1×10-1mol/L。

半导体场效晶体管型pCO_2传感器研究

本文对采用氢离子敏感场效应晶体管制作场效应晶体管型pCO_2传感器进行了初步探讨。从理论上分析了其敏感机理、稳定性、响应速度及传感器设计原则,获得了令人满意的实验结果。

离子敏场效应晶体管宏模型的建立与仿真

根据电化学表面基模型理论,提出了一种简单有效的能够描述离子敏场效应晶体管(ISFET)静态特性的仿真模型,借助此模型,对器件的电学行为进行了模拟,仿真结果与实验数据基本相符。

钴(Ⅱ)场效应传感器的研制及应用

本文报导了以十二烷基二甲基苯苄胺—四硫氰合钻(Ⅱ)缔合物为活性材料,研制了钴(Ⅱ)场效应传感器(以下简称Co(Ⅱ)—FET),测试了器件的性能参数。其线性范围在10^(-1)—10^(-5)mol/1,斜率为27.6mv/Pc,适用的PH范围1.3—10.8,许多性能参数优于目前已报道国内外钴电极,并作了应用测试,获得了满意结果。

CMOS离子敏场效应管SPICE模型

完全用CMOS工艺实现离子敏场效应型晶体管(ISFET)成为可能,这种ISFET的栅极结构是由绝缘体、多晶硅、金属层叠起来,称之为多层栅结构。从ISFET的传感机理出发,通过分析金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)阈值电压的原理,利用通用电路模拟程序(SPICE)建立了这种多层栅结构ISFET的物理模型,并对其静态输入输出特性进行仿真,仿真结果和试验数据基本相符。

用于离子敏场效应晶体管的生化参比电极研究进展

近20年来,基于半导体离子敏场效应晶体管(ISFET)的生化传感器研究越来越引起人们的关注,目前利用ISFET能够实现对p H、金属离子、血糖、基因和蛋白质等的检测。为了使检测结果准确,在检测过程中需要参比电极保持试液电势稳定。综述了ISFET和传统参比电极的工作原理,分析了参比电极对ISFET检测系统的必要性和传统参比电极的可靠性。介绍了多种易于在芯片上集成的微型化参比电极和参比电极系统并探讨了他们的特点。对ISFET电路模型进行了分析并提出了一种基于微流控技术的金属参比电极系统,结合仿真结果认为微流型金属参比电极系统的尺寸可以控制在毫米量级,具有良好的应用前景。