二維納米材料晶體管感測器

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近年來，化學物質和生物分子的低濃度快速檢測在環境監測、化學分析、醫療保健、疾病診斷等方面受到了廣泛的關注。雖然常規的檢測技術能夠進行定性、定量的檢測，但由於方法的局限性，很多檢測技術和設備不能滿足超低濃度檢測和快速/實時檢測的需要。隨著社會對環境污染和公共健康的重視，新的檢測技術，特別是高靈敏度、快速在線檢測技術的需求越來越大。近年來，基於電信號的電子類感測器在化學和生物檢測方面表現出優於常規檢測方法的優勢。這類感測器的最大特點是高靈敏度、快速響應、可以進行實時監測、檢測步驟簡單等。其中，由於二維半導體納米材料如石墨烯等新材料的發現，半導體電阻式（semiconductor resistance）/場效應晶體管式（field-effect transistor/FET）感測器越來越受到研究者的關注，並成為近年來國際感測器領域的研究熱點。

同濟大學的毛舜教授、新加坡南洋理工大學的張華教授和美國威斯康星大學密爾沃基分校的陳君紅教授長期致力於二維納米雜化材料晶體管感測器的研究工作。最近，他們在Chemical Society Reviews上聯合發表綜述文章，介紹了石墨烯、二維過渡金屬硫化物（transition metal dichalcogenide）和二維黑磷（black phosphorus）三類典型二維納米材料在晶體管感測器中的研究進展。從石墨烯的發現起，二維納米材料由於具有優異的結構和電學性能，逐步成為晶體管感測器的研究熱點。利用二維納米材料的高比表面積、高電子遷移率和對外部分子吸附後的高靈敏性，晶體管感測器在生物檢測、常溫氣體檢測、重金屬檢測等方面表現出優異的性能和廣闊的應用前景。該綜述對感測器在氣態和液態環境中的檢測原理進行了深入的分析，並對未來晶體管感測器研究中需要解決的關鍵問題和研究方向進行了探討。

該論文作者為：Shun Mao, Jingbo Chang, Haihui Pu, Ganhua Lu, Qiyuan He, Hua Zhang, Junhong Chen

Two-dimensional nanomaterial-based field-effect transistors for chemical and biological sensing

Chem. Soc. Rev.,2017,46, 6872, DOI: 10.1039/C6CS00827E

導師介紹

張華

http://www.x-mol.com/university/faculty/39443

陳君紅

http://www.x-mol.com/university/faculty/35084

毛舜

http://www.x-mol.com/university/faculty/48493

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