[Sinistra] Schema di una DG FET, [al centro] Immagine SEM di una sezione trasversale di SiNW fabbricata su un wafer di silicio su isolante e [a destra] variazione della tensione di risposta dei sensori di pH planari e SiNW per un'ampia gamma di pH (3-10). Credito:©2016 Cheol-Min Lim, In Kyu Lee, Ki Joong Lee, Giovane Kyoung Oh, Yong-Beom Shin e Won-Ju Cho.
I ricercatori coreani stanno migliorando la fabbricazione di biosensori basati su transistor utilizzando nanofili di silicio sulla loro superficie.
Il gruppo, guidato da Won-Ju Cho della Kwangwoon University di Seoul, hanno basato il loro dispositivo sul "transistor ad effetto di campo a doppia porta" (DG FET).
Quando le molecole si legano a un transistor ad effetto di campo, avviene un cambiamento nella carica elettrica della superficie. Ciò rende i FET buoni candidati per la rilevazione di elementi biologici e chimici. I FET a doppia porta sono candidati particolarmente buoni perché amplificano questo segnale più volte. Ma possono ancora essere migliorati.
Il team ha utilizzato un metodo chiamato "litografia nanoimprint" per fabbricare nanofili di silicio sulla superficie di un DG FET e ha confrontato la sua sensibilità e stabilità con i DG FET convenzionali.
I transistor ad effetto di campo che utilizzano nanofili di silicio hanno già attirato l'attenzione come biosensori promettenti a causa della loro elevata sensibilità e selettività, ma sono difficili da fabbricare. La dimensione e la posizione dei nanofili di silicio fabbricati utilizzando un approccio dal basso verso l'alto, come la deposizione di vapore chimico, non può essere sempre perfettamente controllato. Approcci dall'alto verso il basso, come l'utilizzo di un fascio di elettroni o ioni per disegnare nanotubi su una superficie, consentono un migliore controllo delle dimensioni e della forma, tuttavia sono costosi e limitati dal basso rendimento.
Cho e i suoi colleghi hanno fabbricato i loro nanofili di silicio utilizzando la litografia a nanoimpronta. In questo metodo, un sottile strato di silicio è stato posto sopra un substrato. Questo strato è stato poi pressato utilizzando un nanoimprinter, che imprime sulla superficie linee a forma di filo di dimensioni nanometriche. Le aree tra le linee separate sono state quindi rimosse utilizzando un metodo chiamato incisione a secco, che prevede il bombardamento del materiale con ioni di cloro. I nanofili di silicio risultanti sono stati quindi aggiunti a un DG FET.
Il team ha scoperto che il loro dispositivo era più stabile e sensibile dei tradizionali FET DG. "Ci aspettiamo che il sensore DG FET a nanofili di silicio qui proposto possa essere sviluppato in un promettente sensore privo di etichette per vari eventi biologici, come reazioni enzima-substrato, legami antigene-anticorpo e ibridazioni di acidi nucleici [un metodo utilizzato per rilevare sequenze geniche], "concludono i ricercatori nel loro studio pubblicato sulla rivista Scienza e tecnologia dei materiali avanzati .
