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Markierungsfreie DNA-Detektion mit Silizium-Feldeffekt-Sensoren – Messeffekte oder Artefakte?
(2007)
Handheld measurement device for field-effect sensor structures: Practical evaluation and limitations
(2007)
Online-Messsysteme für die automatisierte Charakterisierung von feldeffektbasierten Biosensoren
(2007)
Optoelectronic Properties of Nanostructured Ensembles Controlled by Biomolecular Logic Systems
(2008)
Sensing charged macromolecules with nanocrystalline diamond-based field-effect capacitive sensors
(2008)
Layer-by-Layer Assembly of Carbon Nanotubes Incorporated in Light-Addressable Potentiometric Sensors
(2009)
Es wurde ein automatisiertes, computerunterstütztes Testsystem für die Funktionsprüfung und Charakterisierung von (bio-)chemischen Sensoren auf Waferebene entwickelt und in einen konventionellen Spitzenmessplatz integriert. Das System ermöglicht die Charakterisierung und Identifizierung „funktionstauglicher“ Sensoren bereits auf Waferebene zwischen den einzelnen Herstellungsschritten, wodurch weitere, bisher übliche Verarbeitungsschritte wie das Fixieren, Bonden und Verkapseln für die defekten oder nicht funktionstauglichen Sensorstrukturen entfällt. Außerdem bietet eine speziell entworfene miniaturisierte Durchflussmesszelle die Möglichkeit, bereits auf Waferlevel die Sensitivität, Drift, Hysterese und Ansprechzeit der (bio-)chemischen Sensoren zu charakterisieren. Das System wurde exemplarisch mit kapazitiven, pH-sensitiven EIS- (Elektrolyt-Isolator-Silizium) Strukturen und ISFET- (ionensensitiver Feldeffekttransistor) Strukturen mit verschiedenen Geometrien und Gate-Layouts getestet.
A new approach for a label-free electrical detection of DNA hybridization and denaturation using an array of individually addressable field-effect nanoplate SOI (silicon-on-insulator) capacitors functionalized with gold nanoparticles is presented. By using a constant-capacitance measuring setup in a differential mode, signal changes of ∼110 mV and ∼70 mV have been registered after the DNA hybridization and denaturation events, respectively.
Capacitive field-effect electrolyte-diamond-insulator-semiconductor (EDIS) structures with O-terminated nanocrystalline diamond (NCD) as sensitive gate material have been realized and investigated for the detection of pH, penicillin concentration, and layer-by-layer adsorption of polyelectrolytes. The surface oxidizing procedure of NCD thin films as well as the seeding and NCD growth process on a Si-SiO2 substrate have been improved to provide high pH-sensitive, non-porous thin films without damage of the underlying SiO2 layer and with a high coverage of O-terminated sites. The NCD surface topography, roughness, and coverage of the surface groups have been characterized by SEM, AFM and XPS methods. The EDIS sensors with O-terminated NCD film treated in oxidizing boiling mixture for 45 min show a pH sensitivity of about 50 mV/pH. The pH-sensitive properties of the NCD have been used to develop an EDIS-based penicillin biosensor with high sensitivity (65-70 mV/decade in the concentration range of 0.25-2.5 mM penicillin G) and low detection limit (5 μM). The results of label-free electrical detection of layer-by-layer adsorption of charged polyelectrolytes are presented, too.