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더블 게이트 구조의 탄소 나노 튜브 트랜지스터 바이오 센서의 제작
Fabrication of the CNT-FET biosensors with a double-gate structure 원문보기

센서학회지 = Journal of the Korean Sensors Society, v.18 no.2, 2009년, pp.168 - 172  

조병현 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ,  임병현 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ,  신장규 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ,  최성욱 (한국식품연구원) ,  전향숙 (한국식품연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we present the carbon nanotube field-effect transistor(CNT-FET) with a double-gate structure. A Carbon nanotube film was aligned by the Langmuir-Blodgett technique and $SiN_x$ was deposited to protect from water, oxygen, and other contaminants. We measured the electrical ch...

주제어

#CNT-FET   #biosensor   #langmuir-blodgett  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 일반적으로 탄소 나노 튜브 트랜지스터 소자에서 탄소 나노 튜브를 성장 시키는 방법은 아크 방전법(arc discharge), 레이저 애블레이션(laser ablation), 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)등이 있다[9]. 본 연구에서는 더블 게이트 구조의 탄소 나노 튜브 트랜지스터 바이오 센서를 제안하였다. 탄소 나노 튜브는 랭뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett)법을 이용하여 정렬시킨 후 소스와 드레인 전극을 증착시켰다[10].
  • 일반적으로 탄소 나노 튜브 트랜지스터 소자에서 탄소 나노 튜브를 성장 시키는 방법은 아크 방전법(arc discharge), 레이저 애블레이션(laser ablation), 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)등이 있다[9]. 본 연구에서는 더블 게이트 구조의 탄소 나노 튜브 트랜지스터 바이오 센서를 제안하였다. 탄소 나노 튜브는 랭뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett)법을 이용하여 정렬시킨 후 소스와 드레인 전극을 증착시켰다[10].
  • SiNx의 증착으로 인한 탄소 나노 튜브의 감도를 보상하기 위하여 back gate 전극을 형성시키고 전압을 인가하였다. 이렇게 제작된 탄소 나노 튜브 트랜지스터가 바이오 센서로서의 응용 가능성을 검토하기 위하여 streptavidin과 biotin 단백질 복합체의 결합 반응에 대해 전기적 특성을 평가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
CNT-FET 바이오 센서의 장점은? 최근 탄소 나노 튜브의 우수한 전기적 특성을 이용한 탄소 나노 튜브 트랜지스터(carbon nanotube field effect transistor, CNT-FET)의 연구가 활발히 진행되어 지고 있다[1]. 그 중 CNT-FET 바이오 센서는 광 분석법(optical measurement), 전기 화학적 분석법(electrochemistry), 질량 분석법(mass measurement)과는 달리고가의 장비가 필요가 없고 소형화, 집적화 및 실시간 측정을 할 수 있으며, 특히 금속-산화막-반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET)를 이용한 바이오센서보다 우수한 감도 특성을 가지고 있다[2-8]. 일반적으로 탄소 나노 튜브 트랜지스터 소자에서 탄소 나노 튜브를 성장 시키는 방법은 아크 방전법(arc discharge), 레이저 애블레이션(laser ablation), 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)등이 있다[9].
제작된 소자의 바이오 물질에 대한 전기적 특성 측정 과정은? 제작된 소자의 바이오 물질에 대한 전기적 특성 측정 과정은 다음과 같다. 먼저 인산 완충 용액(phosphate buffered saline, PBS, pH 7.4) 내에 thiol 용액인 6-mercaptohexanol을 주입하여 top gate 표면 위에 자기 조립 단분자막(self-assembled monolayer, SAM)을 형성시킨다. 그 후 streptavidin 용액을 주입시키면 streptavidin은 자기 조립 단분자막과의 결합으로 인해 고정된다. 동일한 방법으로 biotin을 주입하고 streptavidin과 biotin을 결합시킨다.
탄소 나노 튜브 트랜지스터 소자에서 탄소 나노 튜브를 성장 시키는 방법은 어떤 것들이 있는가? 그 중 CNT-FET 바이오 센서는 광 분석법(optical measurement), 전기 화학적 분석법(electrochemistry), 질량 분석법(mass measurement)과는 달리고가의 장비가 필요가 없고 소형화, 집적화 및 실시간 측정을 할 수 있으며, 특히 금속-산화막-반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET)를 이용한 바이오센서보다 우수한 감도 특성을 가지고 있다[2-8]. 일반적으로 탄소 나노 튜브 트랜지스터 소자에서 탄소 나노 튜브를 성장 시키는 방법은 아크 방전법(arc discharge), 레이저 애블레이션(laser ablation), 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)등이 있다[9]. 본 연구에서는 더블 게이트 구조의 탄소 나노 튜브 트랜지스터 바이오 센서를 제안하였다.
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참고문헌 (12)

  1. S. J. Tans, A. R. M. Verschueren and C. Decker, 'Room-temperature transistor based on a single carbon nanotube', Nature, vol. 393, pp. 49-52, 1998 

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  2. M. Abe, K. Murata, A. Kojima, Y. Ifuku, M. Shimizu, T. Ataka, and K. Matsumoto, 'Quantiatatve detection of protein using a top-gate carbon nanotube field effect transistor', J. Phys. Chem. C, vol. 111, pp. 8667-8670, 2007 

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  3. D. Piscevic, W. Knoll, and M. J. Tarlov, 'Surface plasmon mircroscopy of biotin-streptavidin binding reactions on UV-photopatterned alkanthiol selfassembled monolayers', Superamolecular Science, vol 2, pp. 99-106, 1995 

    상세보기 crossref

  4. H. Zhu, M. Bilgin, R. Bangham, D. Hall, A. Casamayer, P. Bertone, N. Lan, R. Jansen, S. Bidlingmaier, T. Houfek, T. Mitchell, P. Miller, R. A. Dean, M. Gerstein, and M. Snyder, 'Global analysis of protein activities using proteome chip', Science, vol. 293, pp. 2101-2105, 2001 

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  5. C. B. Yuan, A. Chen, P. Kolb, and V. T. Moy, 'Energy landscape of streptavidin-biotin complexes meaured by atomic force microscopy', Biochemistry, vol. 39, 

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  6. 박지은, 김동선, 최호진, 신장규, 김판겸, 임근배, 'AFM을 이용한 스트렙타비딘-바이오틴 단백질 복합체의 흡착 분석', 센서학회지, 제15권, 제4호, pp. 237-244, 2006 

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  7. 박혜정, 김동선, 한대일, 신장규, 최평, '스렙타비딘- 바이오틴 단백질 복합체 검출을 위한 PMOSFET형 바이오센서', 한국센서학회 종합학술대회 논문집, pp. 151-152, 2003 

  8. AIST. http://www.aist.go.jp/aist_e/latest_research/2006/20060608/20060608.html 

  9. P. Ramirez 'Carbon nanotube for science and technology', Bell Labs Technical Journal 10(3), pp. 171-185, 2005 

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  10. 이완성, '단일벽 탄소 나노 튜브 Langmuir-Blodgett 막의 특성평가 및 응용', 아주대학교 석사학위 논문, p. 1, 2007 

  11. D. Kaminishi, H. Ozaki, Y. Ohno. K. Maehashi, K. Inoue, and K. Matsumoto, 'Air-stable n-type carbon nanotube field-effect transistor with Si3N4 passivation films fabricated by catalytic chemical vapor deposition', Applied Physics Letters 86, 113115, 2005 

  12. K. Maehashi, Y. Ohno, K. Inoue, K. Matsumoto, T. Niki and H. Matsumura, 'Electrical characterization of carbon nanotube field-effcet transistors with SiNx passivation films deposited by catalytic chemical vapor deposition'. Applied Physics Letters 92, 183111, 2008 

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