RU2015118169A - Датчик для текучих сред с широким динамическим диапазоном на основе нанопроводной платформы - Google Patents

Датчик для текучих сред с широким динамическим диапазоном на основе нанопроводной платформы Download PDF

Info

Publication number
RU2015118169A
RU2015118169A RU2015118169A RU2015118169A RU2015118169A RU 2015118169 A RU2015118169 A RU 2015118169A RU 2015118169 A RU2015118169 A RU 2015118169A RU 2015118169 A RU2015118169 A RU 2015118169A RU 2015118169 A RU2015118169 A RU 2015118169A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanowires
nanowire
different
substance
fluid sample
Prior art date
Application number
RU2015118169A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2638130C2 (ru
Inventor
Йохан Хендрик КЛОТВИЙК
Марсель МЮЛДЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2015118169A publication Critical patent/RU2015118169A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2638130C2 publication Critical patent/RU2638130C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/414Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/414Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
    • G01N27/4146Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS involving nanosized elements, e.g. nanotubes, nanowires
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0031General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H01L29/0665Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure
    • H01L29/0669Nanowires or nanotubes
    • H01L29/0673Nanowires or nanotubes oriented parallel to a substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

1. Устройство для количественного обнаружения вещества в образце текучей среды, содержащееподложку;расположенный на упомянутой подложке электроизолирующий слой;множество расположенных на упомянутом электроизолирующем слое индивидуально адресуемых нанопроводов, причем каждый нанопровод из упомянутого множества нанопроводов покрыт изолирующим материалом, при этом множество нанопроводов выполнено с возможностью обнаружения присутствия вещества в образце текучей среды посредством измерения электрической характеристики нанопровода из множества нанопроводов, при этом каждый упомянутый нанопровод имеет длину, ширину и толщину;отделение для образцов для содержания упомянутого образца текучей среды, при этом упомянутое отделение для образцов расположено таким образом, что оно покрывает по меньшей мере часть каждого нанопровода из упомянутого множества нанопроводов,при этом упомянутая длина, упомянутая ширина и упомянутая толщина соответствующих нанопроводов имеют такие размеры, чтобы формировать различные диапазоны обнаружения вещества.2. Устройство по п. 1, в котором сочетание различных диапазонов обнаружения образует практически непрерывный диапазон обнаружения, который больше, чем каждый различный диапазон обнаружения.3. Устройство по п. 1, в котором каждый нанопровод из упомянутого множества нанопроводов имеет площадь поверхности и объем нанопровода, при этом отношение площади поверхности и объема различно для различных нанопроводов из упомянутого множества нанопроводов.4. Устройство по п. 3, в котором толщина нанопроводов из множества нанопроводов практически одинакова, а одна или более из ширины и

Claims (19)

1. Устройство для количественного обнаружения вещества в образце текучей среды, содержащее
подложку;
расположенный на упомянутой подложке электроизолирующий слой;
множество расположенных на упомянутом электроизолирующем слое индивидуально адресуемых нанопроводов, причем каждый нанопровод из упомянутого множества нанопроводов покрыт изолирующим материалом, при этом множество нанопроводов выполнено с возможностью обнаружения присутствия вещества в образце текучей среды посредством измерения электрической характеристики нанопровода из множества нанопроводов, при этом каждый упомянутый нанопровод имеет длину, ширину и толщину;
отделение для образцов для содержания упомянутого образца текучей среды, при этом упомянутое отделение для образцов расположено таким образом, что оно покрывает по меньшей мере часть каждого нанопровода из упомянутого множества нанопроводов,
при этом упомянутая длина, упомянутая ширина и упомянутая толщина соответствующих нанопроводов имеют такие размеры, чтобы формировать различные диапазоны обнаружения вещества.
2. Устройство по п. 1, в котором сочетание различных диапазонов обнаружения образует практически непрерывный диапазон обнаружения, который больше, чем каждый различный диапазон обнаружения.
3. Устройство по п. 1, в котором каждый нанопровод из упомянутого множества нанопроводов имеет площадь поверхности и объем нанопровода, при этом отношение площади поверхности и объема различно для различных нанопроводов из упомянутого множества нанопроводов.
4. Устройство по п. 3, в котором толщина нанопроводов из множества нанопроводов практически одинакова, а одна или более из ширины и длины каждого нанопровода из упомянутого множества нанопроводов различна.
5. Устройство по п. 1, в котором изолирующий материал является одним и тем же для каждого нанопровода из множества нанопроводов, и при этом изолирующий материал имеет толщину, которая различна для каждого нанопровода из множества нанопроводов.
6. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере один нанопровод из упомянутого множества нанопроводов содержит по меньшей мере один слой функционализации, который предназначен для взаимодействия с веществом.
7. Устройство по п. 1, в котором каждый из по меньшей мере двух нанопроводов из упомянутого множества нанопроводов содержит слой функционализации, который предназначен для взаимодействия с веществом, при этом по меньшей мере два слоя функционализации отличаются друг от друга.
8. Устройство по п. 6, в котором по меньшей мере один слой функционализации содержит или состоит из TiO2.
9. Устройство по п. 1, в котором упомянутое отделение для образцов выполнено для обеспечения текучей среде возможности протекать поверх упомянутого множества нанопроводов.
10. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере два из упомянутых нанопроводов имеют различную чувствительность.
11. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере два нанопровода из упомянутого множества нанопроводов содержат различные легирующие примеси и/или различные концентрации легирующих примесей.
12. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере один нанопровод из множества нанопроводов образует канал транзистора, а часть подложки используется в качестве вывода затвора упомянутого транзистора.
13. Устройство по п. 1, содержащее дополнительное отделение для образцов.
14. Устройство по п. 1, содержащее электрическую схему, соединенную с каждым нанопроводом из множества упомянутых нанопроводов, для считывания нанопроводов.
15. Применение устройства по п. 1 для количественного обнаружения вещества в образце текучей среды.
16. Способ количественного определения вещества в образце текучей среды с использованием устройства, содержащего множество индивидуально электрически адресуемых нанопроводов, причем каждый из упомянутых нанопроводов имеет различный диапазон обнаружения, при этом упомянутый способ содержит
определение электрической характеристики каждого нанопровода из упомянутого множества нанопроводов;
определение для каждого нанопровода из упомянутого множества нанопроводов, указывает ли электрическая характеристика на насыщение нанопровода;
идентификацию подмножества нанопроводов, которые не являются насыщенными нанопроводами, в пределах множества нанопроводов;
идентификацию нанопровода из подмножества нанопроводов, имеющего самую высокую чувствительность; и
определение количества упомянутого вещества в упомянутой текучей среде на основе определенной электрической характеристики нанопровода, имеющего самую высокую чувствительность.
17. Способ по п. 16, в котором определяемой электрической характеристикой упомянутых нанопроводов является ток как функция поданного напряжения.
18. Способ по п. 16, в котором множество нанопроводов образуют каналы транзистора, где транзистор содержит затвор, при этом способ дополнительно содержит этап установки устройства в исходное состояние посредством подачи напряжения затвора на затвор с тем, чтобы вещество, налипшее на нанопровод из упомянутого множества нанопроводов, было по меньшей мере частично удалено с упомянутого нанопровода.
19. Способ по п. 16, дополнительно содержащий этап установки устройства в исходное состояние посредством нагревания упомянутого устройства с тем, чтобы вещество, налипшее на нанопровод из упомянутого множества нанопроводов, было по меньшей мере частично удалено с упомянутого нанопровода.
RU2015118169A 2012-10-16 2013-10-07 Датчик для текучих сред с широким динамическим диапазоном на основе нанопроводной платформы RU2638130C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261714418P 2012-10-16 2012-10-16
US61/714,418 2012-10-16
PCT/IB2013/059160 WO2014060894A2 (en) 2012-10-16 2013-10-07 Wide dynamic range fluid sensor based on nanowire platform

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015118169A true RU2015118169A (ru) 2016-12-10
RU2638130C2 RU2638130C2 (ru) 2017-12-11

Family

ID=49917673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015118169A RU2638130C2 (ru) 2012-10-16 2013-10-07 Датчик для текучих сред с широким динамическим диапазоном на основе нанопроводной платформы

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10126263B2 (ru)
EP (1) EP2909617A2 (ru)
JP (1) JP6533465B2 (ru)
CN (1) CN104737009B (ru)
BR (1) BR112015008202B1 (ru)
MX (1) MX356580B (ru)
RU (1) RU2638130C2 (ru)
WO (1) WO2014060894A2 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014142913A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Devices to detect a substance and methods of producing such a device
US20160003732A1 (en) * 2013-03-14 2016-01-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Devices to detect a substance and methods of producing such a device
CN107709979B (zh) * 2015-06-30 2020-07-07 富士通株式会社 气体传感器及其使用方法
JP6416437B2 (ja) * 2015-09-16 2018-10-31 システムズ アンド ソフトウェア エンタープライゼス, エルエルシーSystems And Software Enterprises, Llc 回路カードのための強化された液体検出機構
CN105424780B (zh) * 2015-11-26 2018-06-22 深圳代尔夫特电子科技有限公司 一种氮化镓传感器、制备方法和多传感器系统
JP6548178B2 (ja) * 2015-12-16 2019-07-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 ガスセンサ及びガスセンシングシステム
FR3046243B1 (fr) 2015-12-24 2017-12-22 Commissariat Energie Atomique Capteur nw-fet comportant au moins deux detecteurs distincts a nanofil de semi-conducteur
CN106290525B (zh) * 2016-08-04 2018-08-28 北京大学 一种带正面栅极调控的纳米线生物传感器件及其制备方法
JP2019190829A (ja) * 2016-08-31 2019-10-31 シャープ株式会社 ナノファイバーセンサ
JP6880930B2 (ja) * 2017-03-30 2021-06-02 セイコーエプソン株式会社 センサー
CN111492233B (zh) * 2017-11-30 2023-08-08 东丽株式会社 电路、检测器、无线通信设备、水分检测系统、尿布、报知系统及电路的制造方法
US10788375B2 (en) * 2017-12-07 2020-09-29 Tower Semiconductor Ltd. Apparatus, system and method of a temperature sensor
EP3540422B1 (en) 2018-03-14 2024-01-03 Sciosense B.V. Monolithic gas sensor arrangement, manufacturing method and measurement method
JP7467455B2 (ja) * 2018-11-20 2024-04-15 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ センサー・プラットフォーム
WO2021009559A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-21 Qulab Medical Ltd. Electrochemical fet sensor
RU2749070C1 (ru) * 2020-09-17 2021-06-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Крокус Наноэлектроника" (Ооо "Крокус Наноэлектроника") Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств и микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры
US11414986B1 (en) * 2021-03-02 2022-08-16 Saudi Arabian Oil Company Detecting carbon dioxide leakage in the field
US11840921B2 (en) 2021-03-02 2023-12-12 Saudi Arabian Oil Company Detecting carbon dioxide leakage in the field
RU2764722C1 (ru) * 2021-08-04 2022-01-19 Общество С Ограниченной Ответственностью "Крокус Наноэлектроника" (Ооо "Крокус Наноэлектроника") Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств на кремниевой подложке и микроэлектронное устройство, содержащее сформированные активные структуры

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3000711B2 (ja) * 1991-04-16 2000-01-17 エヌオーケー株式会社 ガスセンサ
KR20080005303A (ko) 2000-12-11 2008-01-10 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하버드 칼리지 나노센서
US8152991B2 (en) 2005-10-27 2012-04-10 Nanomix, Inc. Ammonia nanosensors, and environmental control system
WO2004003535A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-08 Nanosys Inc. Planar nanowire based sensor elements, devices, systems and methods for using and making same
US7051945B2 (en) 2002-09-30 2006-05-30 Nanosys, Inc Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites
US7163659B2 (en) * 2002-12-03 2007-01-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Free-standing nanowire sensor and method for detecting an analyte in a fluid
US7910064B2 (en) * 2003-06-03 2011-03-22 Nanosys, Inc. Nanowire-based sensor configurations
US8129725B2 (en) 2005-08-08 2012-03-06 Microgan Gmbh Semiconductor sensor
US20070269924A1 (en) 2006-05-18 2007-11-22 Basf Aktiengesellschaft Patterning nanowires on surfaces for fabricating nanoscale electronic devices
JP2010500559A (ja) * 2006-08-11 2010-01-07 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ ナノワイヤセンサ、ナノワイヤセンサアレイ、及び当該センサ及びセンサアレイを形成する方法
JP4928865B2 (ja) * 2006-08-11 2012-05-09 株式会社アツミテック 水素ガス濃度センサ及び水素ガス濃度測定装置
US7846786B2 (en) 2006-12-05 2010-12-07 Korea University Industrial & Academic Collaboration Foundation Method of fabricating nano-wire array
US7437938B2 (en) * 2007-03-21 2008-10-21 Rosemount Inc. Sensor with composite diaphragm containing carbon nanotubes or semiconducting nanowires
FR2924108B1 (fr) 2007-11-28 2010-02-12 Commissariat Energie Atomique Procede d'elaboration, sur un materiau dielectrique, de nanofils en materiaux semi-conducteur connectant deux electrodes
KR100906154B1 (ko) 2007-12-05 2009-07-03 한국전자통신연구원 반도체 나노선 센서 소자 및 이의 제조 방법
KR20090065124A (ko) 2007-12-17 2009-06-22 한국전자통신연구원 실리콘 나노선을 이용한 바이오 센서 및 그 제조 방법
IL189576A0 (en) 2008-02-18 2008-12-29 Technion Res & Dev Foundation Chemically sensitive field effect transistors for explosive detection
JP2009229341A (ja) 2008-03-25 2009-10-08 Hiroshima Univ バイオセンサーおよびその製造方法
US7963148B2 (en) 2008-09-03 2011-06-21 National Formosa Univeristy Gas sensor made of field effect transistor based on ZnO nanowires
US8169006B2 (en) * 2008-11-29 2012-05-01 Electronics And Telecommunications Research Institute Bio-sensor chip for detecting target material
JP5371453B2 (ja) * 2009-01-09 2013-12-18 ミツミ電機株式会社 電界効果トランジスタおよびその製造方法
CN101847581A (zh) * 2009-03-25 2010-09-29 中国科学院微电子研究所 顶栅ZnO多纳米线场效应晶体管的制作方法
WO2011017077A2 (en) * 2009-07-27 2011-02-10 Trustees Of Boston University Nanochannel-based sensor system with controlled sensitivity
EP2434278A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-28 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Apparatus for detecting one or more analytes comprising an elongated nano-structure and method for manufacturing said apparatus
US10436745B2 (en) * 2011-07-12 2019-10-08 University of Pittsburgh— of the Commonwealth System of Higher Education PH sensor system and methods of sensing pH

Also Published As

Publication number Publication date
CN104737009A (zh) 2015-06-24
EP2909617A2 (en) 2015-08-26
CN104737009B (zh) 2018-07-13
BR112015008202B1 (pt) 2021-02-09
US10126263B2 (en) 2018-11-13
WO2014060894A2 (en) 2014-04-24
JP2015531491A (ja) 2015-11-02
JP6533465B2 (ja) 2019-06-19
WO2014060894A3 (en) 2014-07-24
US20160003770A1 (en) 2016-01-07
RU2638130C2 (ru) 2017-12-11
MX2015004671A (es) 2015-08-07
BR112015008202A2 (pt) 2017-07-04
MX356580B (es) 2018-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2015118169A (ru) Датчик для текучих сред с широким динамическим диапазоном на основе нанопроводной платформы
JP2015531491A5 (ru)
US11008611B2 (en) Double gate ion sensitive field effect transistor
WO2014152717A3 (en) On-body microsensor for biomonitoring
JP2010540966A5 (ru)
JP2017521679A5 (ru)
HK1133459A1 (en) Systems and methods for determining a substantially hematocrit independent analyte concentration
RU2017101678A (ru) Пробоотборник и биосенсор
WO2014100027A3 (en) System and method for production reservoir and well management using continuous chemical measurement
WO2016157117A1 (en) Nanoelectronic sensor pixel
RU2650087C2 (ru) Интегральная схема с матрицей сенсорных транзисторов, сенсорное устройство и способ измерения
JP2016502644A5 (ru)
WO2016105464A3 (en) Mini point of care gas chromatographic test strip and method to measure analytes
GB2523419A (en) Test device for electrochemical analysis
JP2017534064A5 (ru)
WO2015054663A3 (en) Biomolecular interaction detection devices and methods
RU2017109736A (ru) Способы и системы обнаружения аналитов
EP3570006A3 (en) Humidity sensor and corrosion test method using the same
US20140295573A1 (en) Biosensor with dual gate structure and method for detecting concentration of target protein in a protein solution
CN105705942B (zh) 用于测量在生物的、化学的或者其他试样处的小的电压和电势的设备和方法
US20200256826A1 (en) Pulse-driven capacitive detection for field-effect transistors
Kwon et al. Drift-free pH detection with silicon nanowire field-effect transistors
WO2014004587A3 (en) Protein detection using fet
RU2012151935A (ru) Электрический сенсор на пары гидразина
TWI418783B (zh) 測量溶液中之微量待測物濃度的方法及麻醉劑感測晶片