[Esquerda] Esquema de um DG FET, Imagem SEM [intermediária] de uma seção transversal de SiNWs fabricada em um wafer de silício sobre isolador e [direita] mudança na tensão de resposta dos sensores de pH planar e SiNW para uma ampla faixa de pH (3-10). Crédito:© 2016 Cheol-Min Lim, In-Kyu Lee, Ki Joong Lee, Jovem Kyoung Oh, Yong-Beom Shin e Won-Ju Cho.
Pesquisadores coreanos estão aprimorando a fabricação de biossensores baseados em transistores usando nanofios de silício em sua superfície.
O time, liderado por Won-Ju Cho da Universidade Kwangwoon em Seul, baseou seu dispositivo no 'transistor de efeito de campo de porta dupla' (DG FET).
Quando as moléculas se ligam a um transistor de efeito de campo, ocorre uma mudança na carga elétrica da superfície. Isso torna os FETs bons candidatos para a detecção de elementos biológicos e químicos. Os FETs de porta dupla são candidatos particularmente bons porque amplificam esse sinal várias vezes. Mas eles ainda podem ser melhorados.
A equipe usou um método chamado 'litografia de nanoimpressão' para fabricar nanofios de silício na superfície de um DG FET e comparou sua sensibilidade e estabilidade com DG FETs convencionais.
Transistores de efeito de campo usando nanofios de silício já têm chamado a atenção como biossensores promissores por causa de sua alta sensibilidade e seletividade, mas são difíceis de fabricar. O tamanho e a posição dos nanofios de silício fabricados usando uma abordagem ascendente, como deposição de vapor químico, nem sempre pode ser perfeitamente controlado. Abordagens de cima para baixo, como usar um feixe de elétrons ou íons para desenhar nanobastões em uma superfície, permitem um melhor controle de tamanho e forma, no entanto, eles são caros e limitados por baixo rendimento.
Cho e seus colegas fabricaram seus nanofios de silício usando litografia de nanoimpressão. Neste método, uma fina camada de silício foi colocada em cima de um substrato. Esta camada foi então pressionada usando uma nanoimpressora, que imprime linhas em forma de fio de tamanho nano na superfície. As áreas entre as linhas separadas foram então removidas usando um método chamado gravação a seco, que envolve bombardear o material com íons de cloro. Os nanofios de silício resultantes foram então adicionados a um DG FET.
A equipe descobriu que seu dispositivo era mais estável e sensível do que os DG FETs convencionais. "Esperamos que o sensor DG FET de nanofio de silício proposto aqui possa ser desenvolvido em um sensor sem rótulo promissor para vários eventos biológicos, como reações enzima-substrato, ligações antígeno-anticorpo e hibridizações de ácido nucleico [um método usado para detectar sequências de genes], "concluem os pesquisadores em seu estudo publicado na revista Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados .
