一种石墨烯基生物场效应晶体管的多模态全打印制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯基生物场效应晶体管的多模态全打印制备方法，包括：利用电流体喷印法在基底上制备氧化石墨烯沟道层；使用化学气相还原法还原得到还原氧化石墨烯沟道层；基于挤出直写工艺制备场效应晶体管的导电银电极；使用滴涂的方法在石墨烯沟道层的表面接枝生物分子探针。本发明专利技术基于电流体喷印技术和化学还原工艺制备高性能的还原氧化石墨烯功能层沟道，然后基于挤出直写技术得到金属电极。本发明专利技术将具有不同流变学和电学特性的材料集成在“一点式”3D打印平台上，通过调整喷头的结构形式，整合多种加工方式，完成石墨烯基生物场效应晶体管的制备，其制备的生物传感器具有较高的灵敏度和较短的响应时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二维生物传感器微纳制造，尤其涉及一种石墨烯基生物场效应晶体管的多模态全打印制备方法。

技术介绍

1、一维场效应晶体管(fet)的开发受限于一维纳米材料合成、调制、扩展与集成，相比较而言，二维半导体纳米材料得益于极端的表面与体积比，与已建立的微加工工艺更加兼容。二维材料中石墨烯以其极高的迁移率具有较大的发展前景。作为一种半金属二维材料，其电导由局部静电场适度调制，允许在场效应晶体管配置中操控材料。由于这种适度的开-关调制性能，与最先进的三维半导体(如硅)甚至与其一维对应碳纳米管相比，石墨烯基场效应晶体管通常被认为在纯电子器件中没有竞争力，但在化学和生化传感领域有着显著的优势。

2、石墨烯基场效应晶体管(gfet)传感器包括四个关键组成(如图1所示)：(1)负责电流传输和生物传感分子转导的石墨烯层；(2)一组至少三个电极，用于调制晶体管，(3)允许被测样品到达石墨烯层的输送系统；(4)石墨烯表面上的一层生物适配分子，允许捕获特定目标分析物。gfet设计包括至少三个电极，以便作为场效应晶体管工作。前两个电极称为源极(s)和漏极(d)，与本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种石墨烯基生物场效应晶体管的多模态全打印制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多模态全打印制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：将氧化石墨烯前驱液通过电流体喷印法在基底上制备氧化石墨烯沟道层；所述电流体喷印法中，喷印高度为5～10mm，液体流量为60～90μL/h，填充线间距为0.1～0.5mm，得到的氧化石墨烯沟道层的厚度为10nm～10μm；

3.根据权利要求2所述的多模态全打印制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯前驱液为氧化石墨烯悬浮液与有机溶剂的混合溶液；所述有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、碳酸丙烯酯(PC)和二甲基亚...

【技术特征摘要】

1.一种石墨烯基生物场效应晶体管的多模态全打印制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多模态全打印制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：将氧化石墨烯前驱液通过电流体喷印法在基底上制备氧化石墨烯沟道层；所述电流体喷印法中，喷印高度为5～10mm，液体流量为60～90μl/h，填充线间距为0.1～0.5mm，得到的氧化石墨烯沟道层的厚度为10nm～10μm；

3.根据权利要求2所述的多模态全打印制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯前驱液为氧化石墨烯悬浮液与有机溶剂的混合溶液；所述有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮(nmp)、碳酸丙烯酯(pc)和二甲基亚砜(dmso)中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的多模态全打印制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述化学气相还原法包括以下步骤：将氧化石墨烯沟道层与还原溶液进行恒温加热反应；

5.根据权利要求1所述的多模态全打印制备方法，其特征在于，步骤3)中，采用挤出直写工艺通过对银导电油墨的挤出打印得到导电银电极，然后在100～200℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗钰，朱聪聪，赖鹏辉，徐照轩，李京儒，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：