石墨烯表面修饰DNA用于化学传感器

发布时间：2024-02-04 17:33

　　石墨烯是构成石墨结构的碳的单原子层,是世界上第一种制备出的单原子层二维材料。由于独特的二维结构,石墨烯具有超高的载流子迁移率,对外界环境表现出极高的灵敏性。石墨烯的二维结构为其提供了可用于传感检测的检测区域,石墨烯对环境的灵敏性使其能够得到显著的电信号变化。上述性质使石墨烯在传感检测领域得到大力发展,本研究制备了场效应晶体管形式的石墨烯传感器,并且构建了石墨烯传感器的检测体系。首先对石墨烯本身性质进行表征,证明了实验中所用的石墨烯为大面积单层石墨烯,其各项性能能够胜任后续传感检测对材料的要求。传感检测中,石墨烯传感器分别对DNA分子和汞离子两种物质进行了检测。石墨烯传感器对特定序列DNA分子存在特异性响应,可以检测1 pM至100 nM浓度的DNA溶液。DNA分子对石墨烯实现了n型掺杂,相应地,石墨烯场效应晶体管转移特性曲线的狄拉克点左移,狄拉克点对应的最小电导电压减小,电压变化量为0.1 V。同时,DNA溶液使石墨烯的方阻增大了38%,使石墨烯的载流子浓度降低了38%。通过改变DNA与石墨烯的结合方式,可以将DNA的可测浓度降低至1 fM。在传感器对汞离子的检测中,汞离子的可测浓度为...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1石墨烯结构

石墨烯表面修饰DNA用于化学传感器粗糙结构，单原子层石墨烯厚度达到了1nm（的单层石墨厚度0.34nm，有较大差距。石墨落（Fasolino等，2007），同时，褶皱这种波以独立存在的重要因素（Nelson等，2004；解石墨烯稳定存在下的机械性能，对研究石墨义....

图1.2Κ点，（Κ1）大面积石墨烯，（Κ2）双层石墨烯附近的能带结构

图1.1石墨烯结构Figure1.1Thestructureofgraphene单层石墨烯可以称作一种纯粹的二维材料格是由常见的六边形组成的，六边形每个临近的石墨烯的结合长度（Lb）是1.42十年前，甚至早于石墨烯这个名字出现前是直到2004年Novose....

图1.3514nm下，石墨和石墨烯的拉曼光谱对比

数的逐渐增加，石墨烯的电子结构逐渐变化。而拉曼和石墨烯的电子结构变化特点。通过拉曼光谱谱图特烯的层数（Ferrari，2007）7。具体地，石墨和石墨烯的G峰和~2700cm-1处的2D峰。G峰来自E2g的震动震动模式，2D峰则表示石墨烯的双声子双共振模式则是1....

图1.4a,背栅极石墨烯FET，b,正栅极石墨烯FETFigure1.4a,grapheneFETwithabackgate,b,grapheneFETwithatopgate

路结构要比数字逻辑芯片简单得多，因此，商家能够更加件设计。射频电子器件领域存在着种类繁多的，不同晶体三族到五族材料的高电子迁移率的晶体管（HEMT），例如n型沟道MOSFETs和不同类型的双极性晶体管等。烯场效应晶体管（FET）晶体管主要存在两种栅极结构。石墨烯金属氧化物....

本文编号：3895599