GaN基DNA生物传感器研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61106014
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    30.0万
  • 负责人：
    冯春
  • 依托单位：
    中国科学院半导体研究所
  • 学科分类：
    F0401.半导体材料
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

GaN基DNA生物传感器是微电子学和生物检验技术的交叉学科，是一项新兴的尖端的研究领域。与传统的DNA检测技术相比，GaN基生物传感器具有操作简单、成本低廉、快速等优点。本项目的主要研究内容包括：开展GaN基生物传感器针对配对DNA分子检测的机理研究、GaN基生物传感器原型器件结构参数设计和工艺条件摸索、GaN基生物传感器原型器件制备、针对配对和非配对DNA分子的传感性能测试及分析等几个方面。通过采用AlGaN/AlN/GaN新型材料结构、采用Au-寡核苷酸连接桥等创新性特点，拟在3年之内研制成功可用于DNA检测的GaN基生物传感器原型器件，并对其传感机理进行研究，形成系统的理论建模。这对于拓展GaN基微电子器件应用领域、促进DNA分子检测技术发展具有十分重要的现实意义。

结项摘要

根据项目计划研究内容和研究指标，经过项目组成员的努力，圆满完成了项目计划研究任务。具体的研究成果如下：.1.完成了生物传感器用外延材料的结构优化设计和材料研制。为提高器件的耐压并降低器件漏电，通过能带裁剪，设计并研制出具有AlGaN缓冲层的生物传感器用GaN基外延材料，典型外延材料的方块电阻为421Ω/□，不均匀性为0.75%。.2.完成了器件结构设计和版图设计，制备出用于GaN基生物传感器研制的6块光刻版。在此基础上，研制出GaN基生物传感器原型器件。典型器件的欧姆接触电阻率为3.5×10 -5 Ω•cm 2；肖特基接触金属选用Au金属，反向漏电为10-5A量级，显示出良好的器件性能。.3.研究了生物传感器对于配对DNA分子的检测性能。传感器的传感区域长度为Lg=5um，W=120um，Lsd=20um，室温下，含有20个碱基浓度为10uM的DNA链在器件表面杂交时，传感器源漏间电流呈现约30uA电流降，响应时间小于5秒。显示出GaN基生物传感器对于配对DNA分子具有较为灵敏的响应。.4.分析了GaN基生物传感器的传感机理，认为配对DNA链与探针DNA链根据碱基互补配对原则发生杂交，由于DNA单链本身荷负电，杂交之后会在栅极区表面引入更多的负电荷，造成沟道二维电子气浓度减少，引起漏电流的下降。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Investigation of the current collapse induced in InGaN back barrier AlGaN/GaN high electron mobility transistors
InGaN 背势垒 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管中引起的电流崩塌的研究
  • DOI：
    10.1088/1674-4926/34/10/104002
  • 发表时间：
    2013-10
  • 期刊：
    半导体学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wan Xiaojia,Wang Xiaoliang,Xiao Hongling,Feng Chu
  • 通讯作者：
    Wan Xiaojia,Wang Xiaoliang,Xiao Hongling,Feng Chu
High-Voltage AlGaN/GaN-Based Lateral Schottky Barrier Diodes
高压 AlGaN/GaN 基横向肖特基势垒二极管
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/31/6/068502
  • 发表时间：
    2014-06-01
  • 期刊：
    CHINESE PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Kang He;Wang Quan;Hou Xun
  • 通讯作者：
    Hou Xun
Analysis of GaN cap layer effecting on critical voltage for electrical degradation of AlGaN/GaN HEMT
GaN 盖层对 AlGaN/GaN HEMT 电退化临界电压的影响分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    The European Physical Journal - Applied Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Peng, Enchao;Kang, He;Wang, Zhanguo;Hou, Xun
  • 通讯作者：
    Hou, Xun
Growth and characterization of AlGaN/AlN/GaN/AlGaN double heterojunction structures with AlGaN as buffer layers
以AlGaN为缓冲层的AlGaN/AlN/GaN/AlGaN双异质结结构的生长和表征
  • DOI：
    10.1016/j.jcrysgro.2013.07.017
  • 发表时间：
    2013-11
  • 期刊：
    Journal of Crystal Growth
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Wang, Xiaoliang;Xiao, Hongling;Wang, Cuimei;Yin, Haibo;Chen, Hong;Feng, Chun;Jiang, Lijuan;Hou, Xun;Wang, Zhanguo
  • 通讯作者：
    Wang, Zhanguo
Analysis of transconductance characteristic of AlGaN/GaN HEMTs with graded AlGaN layer
具有梯度AlGaN层的AlGaN/GaN HEMT跨导特性分析
  • DOI：
    10.1051/epjap/2014130368
  • 发表时间：
    2014-05
  • 期刊：
    The European Physical Journal - Applied Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Peng, Enchao;Kang, He;Wang, Zhanguo;Hou, Xun
  • 通讯作者：
    Hou, Xun

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其他文献

利用钻孔注水试验测试爆区周边岩体损伤场的可行性研究
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    李世海
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  • 通讯作者：
    于广华
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  • 通讯作者：
    滕蛟
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    2016
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  • 作者：
    冯春;李世海;赵颖;刘晓宇
  • 通讯作者：
    刘晓宇

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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