石墨烯电极提高碳纳米管场效应晶体管及其生物传感器性能研究

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基本信息

  • 批准号：
    61172001
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    胡平安
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    F0122.物理电子学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）是重要的纳米器件。目前构筑CNTFET的源、漏电极材料主要是金属，但碳纳米管的功函数很高，导致势垒较高的肖特基接触形成，影响了CNTFET的性能及其应用。因此采用新型电极材料、降低乃至消灭肖特基势垒，是提高CNTFET 性能的重要手段。本项目拟使用石墨烯作为电极材料，采用软纳米印刷技术构筑石墨烯电极的CNTFET；系统研究这种新型结构的CNTFET在大气环境、真空等不同工作条件下的电学传输性能，揭示载流子在这种新型器件结构中的传输机制，从而验证石墨烯作为源、漏电极降低器件肖特基势垒和提高器件性能；以DNA或蛋白质作用对为模型，研究石墨烯电极CNTFET应用于生物传感器的实时检测、灵敏度和传感机理，从而证明石墨烯电极导致的低肖特基势垒或欧姆接触促进CNTFET生物传感器性能的提高。本项目为发展下一代小型化电子信息及生物医学传感器件提供理论和技术支持。

结项摘要

完成了自然基金项目“石墨烯电极提高碳纳米管场效应晶体管及其生物传感器性能研究”（项目批准号：61172001））的研究内容，达到了项目的预定目标，包括系统探索了石墨烯电极材料的制备方法，包括发展了一种动力学控制制备高度均匀的高质量石墨烯方法，以及发展了一种新型基于软印刷的图案化石墨烯薄膜新方法，采用该方法可以大面积制备石墨烯微米电极图案。系统研究了该图案化石墨烯微结构的导电性能。探索了石墨烯电极器件的构筑和器件性能研究，发现石墨烯电极可以促进碳纳米管器件性能，探索了石墨烯电极生物传感器的构筑及性能研究。.本项目发表SCI论文8篇，申请专利2项，获得授权专利3项，在国内外学术会议报告14个。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Carbon nanomaterials: controlled growth and field-effect transistor biosensors
碳纳米材料：受控生长和场效应晶体管生物传感器
  • DOI：
    10.1007/s11706-012-0160-x
  • 发表时间：
    2012-03
  • 期刊：
    Frontiers of Materials Science
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Hu, P.A.;Wang,X.
  • 通讯作者：
    Wang,X.
Structural evolution and growth mechanism of graphene domains on copper foil by ambient pressure chemical vapor deposition
常压化学气相沉积铜箔石墨烯域的结构演化和生长机制
  • DOI：
    10.1016/j.cplett.2012.04.001
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Zhang, J.;Hu, P.A.;Wang, X.;Wang, Z.
  • 通讯作者：
    Wang, Z.
Electronic Properties of Microscale Reduced Graphene Oxide Patterned by Micromolding
微成型图案化的微米级还原氧化石墨烯的电子特性
  • DOI：
    10.1166/nnl.2012.1409
  • 发表时间：
    2012-09
  • 期刊：
    Nanoscience and Nanotechnology Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang, Zhenlong;Hu, Ping An;Fu, Yong Qing;Placido, Frank
  • 通讯作者：
    Placido, Frank
Soft-lithographic processed soluble micropatterns of reduced graphene oxide for wafer-scale thin film transistors and gas sensors
用于晶圆级薄膜晶体管和气体传感器的还原氧化石墨烯的软光刻加工可溶性微图案
  • DOI：
    10.1039/c1jm14071j
  • 发表时间：
    2012-01
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Li, Y.B.;He, X.D.;Wang, Z.;O'Neill, W.
  • 通讯作者：
    Neill, W.
A UV light enhanced TiO2/graphene device for oxygen sensing at room temperature
用于室温氧传感的紫外光增强 TiO2/石墨烯装置
  • DOI：
    10.1039/c3ra43480j
  • 发表时间：
    2013-10
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Zhao, C.;Hu, P. A.;Fu, Y. Q.;Wang, Z.
  • 通讯作者：
    Wang, Z.

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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

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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

        graph TD
          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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