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NTIS 바로가기공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.26 no.1, 2015년, pp.116 - 119
Field-effect transistor (FET)-based ion or biosensors have been intensively studied so far. Among many measurement methods, the variation of the drain current can be induced when ions or biomolecules are interacted with sensing membranes located on the gate insulator of FET. One of typical FET-type ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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FET형 이온 또는 바이오센서의 기본 원리는? | FET형 이온 또는 바이오센서의 기본 원리는 감지막이 측정하고자 하는 전하를 띤 대상과 상호작용을 하면 gate 표면 부분의 전하 밀도 변화로 인해 Id 값이 변하는 원리를 이용한다. 따라서 gate 표면 부분의 전하 밀도 변화와 유사한 역할을 하는 기준전극의 전압(Vref)과 Id 사이의 관계에서 선형 구간을 확인하고, 이 영역 안의 임의의 Vref를 선택하여 입력 동작범위에서 출력 신호인 Id 값이 모두 포화영역이 되도록 해야 한다. | |
FET 기반의 센서를 실리콘을 기반으로 했을 때, 장점은? | Bergveld[1]가 1970년에 처음으로 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 변형한 ISFET (ion-sensitive FET)를 소개한 이후로 FET 기반의 센서는 지금까지 고감도, 비표지, 현시적 이온 또는 바이오센서로서 연구되어 왔다[2,3]. 특히 실리콘(silicon)을 기반으로 하면 회로와의 집적화를 통한 지능화에 유리하고 또한 성숙된 반도체 기술을 활용한다는 관점에서 소형화에 유리하다[2-4]. FET형 이온 또는 바이오센서의 기본 원리는 Figure 1에서 보듯이 감지막(sensing membrane)을 FET의 gate 절연막 위에 형성하고 이 감지막이 측정하고자 하는 전하를 띤 대상(target, analyte)과 상호작용을 하면, gate 표면 부분의 전하 밀도 변화가 gate 절연막 아래 channel(반도체와 절연체 경계면 아래 반도체에 있는 source와 drain사이 전류가 흐를 수 있는 경로)에 있는 전하 carrier의 양(농도)에 변화를 유도한다. | |
pH로 ISFET의 gate 절연체 위에 있는 감지막(Al2O3)과 상호작용을 하면, 어떤 변화가 일어나는가? | 본 실험에서 센서의 입력은 수소 이온 농도, 즉 pH로 ISFET의 gate 절연체 위에 있는 감지막(Al2O3)과 상호작용하면 이 부분에 전하분포의 변화가 일어나며, 출력은 이 변화에 따른 Id의 변화값을 측정하는 것이다. Gate 절연체 위에 있는 감지막(Al2O3) 부분의 전하분포의 변화는 ISFET에 Vref 인가전압에 변화를 주는 것과 유사하다. |
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