使用石墨烯沟道、量子点和电磁辐射感测分析物的装置和方法制造方法及图纸

一种装置和方法，其中所述装置包括：石墨烯场效应晶体管，其包括与石墨烯沟道(5)耦合的量子点(7)；其中，石墨烯场效应晶体管被配置为被电磁辐射脉冲(9)照射，并被配置为暴露在样本(11)中，以使得由石墨烯场效应晶体管响应于电磁辐射脉冲而提供的输出取决于样本内的至少一个分析物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用石墨烯沟道、量子点和电磁辐射感测分析物的装置和方法
本公开的示例涉及用于感测的装置和方法。具体地，本公开的示例涉及用于感测样本内的化学分析物的装置和方法。
技术介绍
用于感测的装置可被配置为感测样本内的分析物，并且产生指示分析物的输出。所述分析物例如可以是样本内存在的一个或一组化学物。可以布置电感测装置以产生指示分析物的电输出。希望制造更好的感测装置。
技术实现思路
根据本公开的各种但不必全部的示例，可以提供一种装置，其包括：石墨烯场效应晶体管，其包括与石墨烯沟道耦合的量子点；其中，石墨烯场效应晶体管被配置为被电磁辐射脉冲照射，并被配置为暴露在样本中，以使得由石墨烯场效应晶体管响应于电磁辐射脉冲而提供的输出取决于样本内的至少一个分析物。在一些示例中，石墨烯场效应晶体管的响应可以使样本内的至少一个分析物能够被分类。在一些示例中，石墨烯场效应晶体管可以包括与量子点耦合的配体。在一些示例中，所述装置可以包括多个石墨烯场效应晶体管。不同的石墨烯场效应晶体管可被配置为当所述装置暴露在样本中时提供对电磁辐射脉冲的不同的响应。不同的石墨烯场效应晶体管可以具有以下中的至少一项：不同类型的量子点、不同类型的配体、不同的厚度。在一些示例中，所述装置可以包括发射器，其被配置为提供电磁辐射脉冲。发射器可被配置为使以下中的至少一项能够被控制：电磁辐射脉冲的波长、功率、持续时间、电磁辐射脉冲的脉冲重复频率。发射器可被配置为在第一时间提供第一电磁辐射脉冲以引发光化学反应，以及在第二时间提供第二电磁辐射脉冲以从石墨烯场效应晶体管获得响应。在一些示例中，所述装置可以包括光电检测器，其与所述装置内的石墨烯场效应晶体管的栅电极耦合。在一些示例中，所述装置可以包括电路，其用于监控石墨烯场效应晶体管的响应的参数，其中，所述参数包括以下中的至少一项：幅度、响应时间常数、恢复时间、恢复时间常数。在一些示例中，所述装置可以包括至少一个温度传感器。在一些示例中，所述装置可以包括至少一个压力传感器。根据本公开的各种但不必全部的示例，提供一种感测设备，其包括如上所述的装置。根据本公开的各种但不必全部的示例，提供一种方法，其包括：使石墨烯场效应晶体管暴露在样本中，其中，石墨烯场效应晶体管包括与石墨烯沟道耦合的量子点；通过电磁辐射脉冲照射石墨烯场效应晶体管，以使得由石墨烯场效应晶体管响应于电磁辐射脉冲而提供的输出取决于样本内的至少一个分析物。在一些示例中，石墨烯场效应晶体管的响应可以使样本内的至少一个分析物能够被分类。在一些示例中，石墨烯场效应晶体管可以包括与量子点耦合的配体。在一些示例中，所述方法可以包括将多个石墨烯场效应晶体管放置在样本内。不同的石墨烯场效应晶体管可被配置为当所述装置暴露在样本中时提供对电磁辐射脉冲的不同的响应。不同的石墨烯场效应晶体管可以具有以下中的至少一项：不同类型的量子点、不同类型的配体、不同的厚度。在一些示例中，所述方法可以包括控制以下中的至少一项：电磁辐射脉冲的波长、功率、持续时间、电磁辐射脉冲的脉冲重复频率。在一些示例中，所述方法可以包括在第一时间提供第一电磁辐射脉冲以引发光化学反应；以及在第二时间提供第二电磁辐射脉冲以从石墨烯场效应晶体管获得响应。在一些示例中，所述方法可以包括提供光电检测器，其与石墨烯场效应晶体管的栅电极耦合。在一些示例中，所述方法可以包括监控石墨烯场效应晶体管的响应的参数，其中，所述参数包括以下中的至少一项：幅度、响应时间常数、恢复时间、恢复时间常数。在一些示例中，所述方法可以包括监控样本的温度。在一些示例中，所述方法可以包括监控样本内的压力。附图说明为了更好地理解有利于理解具体说明的各种示例，现在仅以示例的方式参照附图，其中：图1示意性地示出一种装置；图2示意性地示出一种装置；图3示意性地示出一种装置；图4示出一种方法；图5A至图5C示出示例性电路和对应的电流图；图6A至图6D示出另一个示例性电路和对应的电流图。具体实施方式附图示出了示例性方法和装置1。图1示意性地示出了根据本公开的示例的装置1。装置1包括：石墨烯场效应晶体管3，其包括与石墨烯沟道5耦合的量子点7；其中，石墨烯场效应晶体管3被配置为由电磁辐射9的脉冲照射，并被配置为暴露在样本11中，以使得由石墨烯场效应晶体管3响应于电磁辐射脉冲9而提供的输出取决于样本11内的至少一个分析物。装置1和方法可用于感测。具体地，装置1和方法可用于感测分析物，诸如样本11内的化学分析物。装置1可以是电子装置，其可被配置为提供指示样本11内的分析物的电子输出。可以处理所述电子输出以使得能够识别样本内的化学分析物。在一些示例中，装置1或多个装置1可以设置在感测设备内。图1示意性地示出了示例性装置1。示例性装置1包括石墨烯场效应晶体管3(GFET)。GFET3被放置在装置1中，以使得GFET3可被电磁辐射脉冲9照射。GFET3被放置在装置1中，以使得当装置1暴露在样本11中时，样本内的化学物可以与GFET3相互作用。GFET3包括石墨烯沟道5。石墨烯沟道5可以设置在源电极与漏电极之间。石墨烯沟道5内的石墨烯可以以薄层提供。在一些示例中，石墨烯可以具有纳米范围内的厚度。在一些示例中，石墨烯可以包括原子单层。在图1的示例性装置1中，量子点7与石墨烯沟道5耦合。在图1的示例中，量子点7被设置为覆盖石墨烯沟道5。在其它示例中，量子点7可以设置在石墨烯沟道5内和/或与石墨烯沟道5相邻地设置。量子点7可以包括纳米晶体，其中在所有三维中存在量子限制。量子点7可以包括任何适合的材料。用于量子点7的材料可以根据将要检测的分析物、电磁辐射脉冲9的参数或任何其它适合的因素来选择。在一些示例中，量子点7可以包括硫化铅、硫化镉、硒化镉、锗、硒化铅、碲化铅或任何其它适合的材料。量子点7可被放置在装置1中，以使得电磁辐射脉冲9入射到量子点7上。量子点7可以将入射的电磁辐射脉冲9转换为电荷。量子点7内的电荷分布的变化可以由石墨烯沟道5检测，石墨烯沟道5产生可测量的电响应。在一些示例中，量子点7可以响应于电磁辐射脉冲9而产生激子。激子可被分开成电子-空穴对，并且空穴或电子通过石墨烯沟道5去除。这在石墨烯沟道5中提供掺杂效应，以使得GFET3的输出指示由量子点7产生的电荷。在一些示例中，可以在GFET3内提供配体。配体可以与量子点7耦合。配体可以设置在量子点7的表面上。配体可影响相应的量子点7之间和/或量子点7与石墨烯沟道5之间的电荷转移。在一些示例中，配体可以布置在量子点7内以保持量子点7之间的间距。不同的配体可用于提供量子点7之间的不同距离。在一些示例中，配体可被配置为将量子点7彼此连接。在一些示例中，配体可被配置为将量子点7与石墨烯沟道5相连接。配体可以包括任何适合的材料。用于配体的材料可以根据将要检测的分析物、电磁辐射脉冲9的参数、用于量子点7的材料或任何其它适合的因素来选择。在一些示例中，配体可以包括烷烃二硫基化物(alkanedithiol)，其中，烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷或任何其它适合的烷烃、烷硫醇、诸如丁胺的胺、吡啶或任何其它适合的材料。装置1被配置为被电磁辐射脉冲9照射。电磁辐射脉冲9可以由发射器13提供。在一些示例中，发射器13可以是装置1的一部分。在其它示例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：石墨烯场效应晶体管，其包括与石墨烯沟道耦合的量子点；其中，所述石墨烯场效应晶体管被配置为被电磁辐射脉冲照射，并被配置为暴露在样本中，以使得由所述石墨烯场效应晶体管响应于所述电磁辐射脉冲而提供的输出取决于所述样本内的至少一个分析物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.28 EP 15191899.21.一种装置，包括：石墨烯场效应晶体管，其包括与石墨烯沟道耦合的量子点；其中，所述石墨烯场效应晶体管被配置为被电磁辐射脉冲照射，并被配置为暴露在样本中，以使得由所述石墨烯场效应晶体管响应于所述电磁辐射脉冲而提供的输出取决于所述样本内的至少一个分析物。2.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述石墨烯场效应晶体管的响应使所述样本内的至少一个分析物能够被分类。3.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述石墨烯场效应晶体管包括与所述量子点耦合的配体。4.根据任一前述权利要求所述的装置，包括多个石墨烯场效应晶体管。5.根据权利要求4所述的装置，其中，不同的石墨烯场效应晶体管被配置为当所述装置暴露在所述样本中时提供对电磁辐射脉冲的不同的响应。6.根据权利要求4至5中任一项所述的装置，其中，不同的石墨烯场效应晶体管具有以下中的至少一项：不同类型的量子点、不同类型的配体、不同的厚度。7.根据任一前述权利要求所述的装置，包括：发射器，其被配置为提供电磁辐射脉冲。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述发射器被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·怀特，S·马利克，M·艾伦，M·拜利，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI