[發明專利]一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201911278003.0
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN112986356A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 林本慧
• 申請（專利權）人: 福建海峽石墨烯產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器，其特征在于：包括襯底，所述襯底上設有High-k介質層，所述High-k介質層上設有源電極、漏電極和石墨烯溝道層，所述源電極、漏電極分別設置在石墨烯溝道層的兩端，所述石墨烯溝道層上為普魯士藍，普魯士藍上為生物識別分子層。

2.根據權利要求1所述一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器，其特征在于：所述襯底為Si、玻璃、PET、PMMA、PDMS、PI等材料中的至少一種。

3.根據權利要求1所述一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器，其特征在于：所述High-k介質層為HfO₂、Al₂O₃、SiO₂等中的一種，采用原子束沉積法、磁控濺射、蒸鍍制備。

4.根據權利要求1所述一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器，其特征在于：所述源電極、漏電極為Cr、Au復合金屬層。

5.根據權利要求1所述一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器，其特征在于：所述生物分子識別層為固定在普魯士藍上面的葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶或尿酸酶以及其他能分解底物產生雙氧水的酶類。

6.一種權利要求1所述石墨烯場效應晶體管生物傳感器的制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

以金屬箔為基底，生長石墨烯薄膜，將石墨烯薄膜轉移至襯底上，作為石墨烯溝道層；

通過微納加工工藝，在石墨烯溝道層的兩端形成源電極和漏電極；

在石墨烯溝道層上沉積普魯士藍；

采用化學方法在普魯士藍上修飾生物分子識別層。

7.根據權利要求6所述一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器的制備方法，其特征在于：所述石墨烯溝道層采用化學氣相沉積法制備的石墨烯或還原氧化石墨烯或機械剝離制備的石墨烯，并通過PMMA法將石墨烯轉移到基底上。

8.根據權利要求6所述一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器的制備方法，其特征在于：所述微納加工工藝包括光刻工藝、電子束蒸鍍工藝、剝離等工藝制備了以石墨烯為導電溝道的場效應晶體管，源電極和漏電極為5-10nm Cr和30-50nmAu構成，導電溝道長為10-20μm，長為20-30μm。

9.根據權利要求6所述一種基于石墨烯場效應晶體管生物傳感器的制備方法，其特征在于：所述普魯士藍由化學方法合成并沉積在石墨烯溝道上，或者采用普魯士藍漿料旋涂、噴涂等方式涂布在石墨烯溝道上。

10.根據權利要求6所述一種石墨烯場效應晶體管生物傳感器的制備方法，其特征在于：所述在普魯士藍上修飾生物分子識別層采用戊二醛法、殼聚糖、瓊脂化學方法。