An Ultrasensitive Biosensor Integrating Semiconductor Nanowires with Plasmonic Resonators

一种将半导体纳米线与等离子体谐振器集成的超灵敏生物传感器

基本信息

  • 批准号:
    0701703
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-07-01 至 2011-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

0701703Leigh M. Smith, University of CincinnatiAn Ultrasensitive Biosensor Integrating Semiconductor Nanowires with Plasmonic ResonatorsIntellectual Merit: The goal of this research is to harness optical nonlinearities in semiconductor nanowires and metal plasmonic resonators to create a novel nanoscale biosensor. The proposed biosensor will synergistically combine these two powerful effects in semiconductor and metallic nanostructures to develop an extremely sensitive self-contained sensor for detecting specific biopathogens such as bacteria, viruses and toxins. Functionally, attachment of a pathogen to a metallic nanostructure will cause it to come into resonance with an exciting laser, thereby causing large photocurrents in a one-dimensional semiconductor nanowire. This project will lead to an understanding of both the fundamental and the technical issues involved in each component of this sensor in order to fabricate a portable device with arrays of nanowires, each sensitized for a specific pathogen. Such a handheld device could be used by local health officials, by law enforcement officials, by doctors in their offices, and by the producers or processors of our food supply. Broader Impacts: The proposed research benefits society, since the rapid and sensitive detection of pathogens or toxins will improve our homeland security as well as the safety of our water and food supply. The proposed research project will also have great impact on preparing our nation's future scientists. The involvement and training of graduate students, postdoctoral fellows as well as undergraduate students in interdisciplinary work involving semiconductor nanostructure science and engineering provides needed talent for this growing segment of the nation's workforce and, on the individual level, provides the sort of training necessary to be successful in these jobs. These researchers will also work to excite young people about science through an annual Saturday Nanoscience Day for area middle school students and their teachers.
0701703leigh M. Smith,辛辛那提大学超敏化生物传感器,将半导体纳米线与等离子谐振纳米线相结合:这项研究的目的是利用光学非线性在半导体纳米线和金属等离子型纳米质子共振剂中创建新颖的Nananscale Biossonorsor。 拟议的生物传感器将在半导体和金属纳米结构中协同结合这两种强大的效果,以开发一种极灵敏的独立传感器,以检测特定的生物疾病(例如细菌,病毒和毒素)。 在功能上,病原体上的金属纳米结构的附着会导致它与令人兴奋的激光产生共鸣,从而在一维半导体纳米线中引起大型光电。 该项目将导致对该传感器每个组件的基本问题和技术问题的理解,以制造具有纳米线数组的便携式设备,每个设备都对特定的病原体敏感。 当地卫生官员,执法人员,办公室的医生以及我们食品供应的生产者或加工者可以使用这种手持设备。更广泛的影响:拟议的研究益处社会,因为对病原体或毒素的快速检测将改善我们的国土安全性以及我们的水和食品供应的安全。 拟议的研究项目还将对准备我们国家的未来科学家有很大的影响。 研究生,博士后研究员以及涉及半导体纳米结构科学和工程学的跨学科工作的本科生的参与和培训为国家劳动力的这一不断增长的领域提供了所需的人才,并且在个人层面上为这些工作提供了必要的培训。 这些研究人员还将在年度中学学生及其老师的年度周六纳米科学日之前努力使年轻人有关科学。

项目成果

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