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Engineering of functional interfaces / Patrick Wagner ; Theodor Doll ; Michael J. Schöning (eds.)
(2014)
An array of electrically isolated nanoplate field-effect silicon-on-insulator (SOI) capacitors as a new transducer structure for multiparameter (bio-)chemical sensing is presented. The proposed approach allows addressable biasing and electrical readout of multiple nanoplate field-effect capacitive (bio-)chemical sensors on the same SOI chip, as well as differential-mode measurements. The realized sensor chip has been applied for pH and penicillin concentration measurements, electrical monitoring of polyelectrolyte multilayer formation, and the label-free electrical detection of consecutive deoxyribonucleic acid (DNA) hybridization and denaturation events.
A novel photoexcitation method for the light-addressable potentiometric sensor (LAPS) is proposed to achieve a higher spatial resolution of chemical images. The proposed method employs a combined light source that consists of a modulated light probe, which generates the alternating photocurrent signal, and a ring of constant illumination surrounding it. The constant illumination generates a sheath of carriers with increased concentration which suppresses the spread of photocarriers by enhanced recombination. A device simulation was carried out to verify the effect of constant illumination on the spatial resolution, which demonstrated that a higher spatial resolution can be obtained.
"Biologie trifft Mikroelektronik", das Motto des Instituts für Nano- und Biotechnologien (INB) an der FH Aachen, unterstreicht die zunehmende Bedeutung interdisziplinär geprägter Forschungsaktivitäten. Der thematische Zusammenschluss grundständiger Disziplinen, wie die Physik, Elektrotechnik, Chemie, Biologie sowie die Materialwissenschaften, lässt neue Forschungsgebiete entstehen, ein herausragendes Beispiel hierfür ist die Nanotechnologie: Hier werden neue Werkstoffe und Materialien entwickelt, einzelne Nanopartikel oder Moleküle und deren Wechselwirkung untersucht oder Schichtstrukturen im Nanometerbereich aufgebaut, die neue und vorher nicht bekannte Eigenschaften hervorbringen.
Vor diesem Hintergrund bündelt das im Jahre 2006 gegründete INB die an der FH Aachen vorhandenen Kompetenzen von derzeit insgesamt sieben Laboratorien auf den Gebieten der Halbleitertechnik und Nanoelektronik, Nanostrukturen und DNA-Sensorik, der Chemo- und Biosensorik, der Enzymtechnologie, der Mikrobiologie und Pflanzenbiotechnologie, der Zellkulturtechnik, sowie der Roten Biotechnologie synergetisch. In der Nano- und Biotechnologie steckt außergewöhnliches Potenzial! Nicht zuletzt deshalb stellen sich die Forscher der Herausforderung, in diesem Bereich gemeinsam zu forschen und Schnittstellen zu nutzen, um so bei der Gestaltung neuartiger Ideen und Produkte mitzuwirken, die zukünftig unser alltägliches Leben verändern werden.
Im Folgenden werden die verschiedenen Forschungsbereiche kurz zusammenfassend vorgestellt und vorhandene Interaktionen anhand von exemplarisch ausgewählten, aktuellen Forschungsprojekten skizziert.
Molecular-genetic identification of emerged novel invasive pathogens of Asiatic Elm Ulmus pumila L
(2014)
The dwarf elm Ulmus pumila L. (Ulmaceae) is one of indigenous species of flora in Kazakhstan and forms a basis of dendroflora in virtually all settlements of the region. In the past decade, multiple outbreaks of previously unknown diseases of the small-leaved elm have been registered. In our study, by the molecular-genetic analysis it was found that the pathogens responsible for the outbreaks are microfungi belonging to the genus Fusarium – F. solani and F. oxysporum. The nucleotide sequences (ITS regions) isolated from the diseased trees showed very high similarity with the GenBank control numbers EU625403.1 and FJ478128.1 (100.0 and 99.0 % respectively). Oncoming research will focus on the search of natural microbial antagonists of the discovered phytopathogens.