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《利用氮掺杂石墨烯制作的超灵敏传感器》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： chenfang
  • 发布时间：2016-08-17

  • 近日一个国际研究小组开发了一种基于拉曼光谱和氮掺杂石墨烯作为底物的高度敏感的化学传感器。氮掺杂是指在石墨烯的碳结构中引入氮原子。这种技术可以检测出将肉眼能够识别的浓度稀释一万倍以上的浓度分子量。由于该技术工艺简单，可行性高，未来可以应用于检测病毒等医学领域。

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  • 《梯形石墨烯用于超灵敏磁场传感器》
    • 来源专题：后摩尔
    • 编译者：Lightfeng
    • 发布时间：2020-10-05
    • 新加坡国立大学的物理学家开发了一种灵敏的二维（2-D）磁场传感器，可以潜在地改善对纳米级磁畴的检测，以用于数据存储应用。 石墨烯是一种薄材料，具有高迁移率和高载流能力。由Ariando领导的研究团队在人工阶梯状衬底的顶部添加石墨烯层，从而开发出一种二维磁传感器，其电阻在室温下可增加50倍，这比先前在相同条件下单层石墨烯器件上的报道高出10倍。 纳米级磁畴的检测是一项基本挑战，随着磁畴变小（纳米级），需要相应地减小传感器的尺寸，以保持高空间分辨率和信噪比。对于传统的基于3D材料的传感器，尺寸的减小将导致热磁噪声和自旋扭矩不稳定。该团队的最新发现为开发可在室温下运行以检测纳米级磁畴的二维磁场传感器铺平了道路。这可以提高扫描探针磁力测定法，生物传感和磁存储应用程序的性能。 二维磁传感器的核心部分是通过将石墨烯堆叠在原子阶梯状衬底上而形成的阶梯状石墨烯。由于其灵活性，石墨烯还将复制阶梯形态。 在此过程中，在梯形石墨烯中会引起地形起皱和电荷坑。在存在磁场的情况下，梯形石墨烯中的电流不会沿直线传播，而是会由于水坑边界处的不连续性而严重扭曲，从而导致其电阻发生显着变化。在进行了概念验证研究之后，研究人员计划进一步优化梯形几何形状，并使其适合大规模生产技术。
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  • 《利用石墨烯传感器高灵敏度地检测HIV》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2018-07-06
    • 在一项新的研究中，来自德国于利希研究中心、荷兰莱顿大学和中国上海大学的研究人员发现了一种优雅而又简单的方法来改进石墨烯传感器的灵敏度。这些所谓的“下一代石墨烯电子生化传感器设备”因具有非常低的电子噪音而能够检测含量非常低的HIV DNA。相关研究结果发表在2017年10月25日的Science Advances期刊上，论文标题为“Biosensing near the neutrality point of graphene”。 石墨烯的丰富电子特性已吸引了人们利用这种二维材料进行电子检测化学物和生物分子的巨大兴趣。莱顿大学莱顿化学研究所资深研究员Wangyang Fu说，“在过去的几年里，我们一直致力于收集石墨烯提供的独特的物理和化学特性，用于开发多功能的电子传感器设备。然而，制造实际的石墨烯电子传感器很大程度上依赖于我们理解和维持低水平电子噪音的能力。我们认为这是限制这种传感器分辨率的根本原因。” 通过与来自于利希研究中心和莱顿大学的同事们合作，Fu报道了一种低噪音的石墨烯电子传感器，实现方式就是在这种传感器的中性点(neutrality point)附近对它进行操作，这是因为他发现在中性点附近，能够让它的电子噪音最小化。 在这项研究中，Fu和同事们也对低噪音石墨烯芯片在生化检测上的应用进行了概念验证。为此，他们利用他们的传感器检测HIV DNA。他们选择一个HIV基因的片段作为实验对象。这种单链DNA片段结合到石墨烯表面上。论文共同作者Lingyan Feng和Dirk Mayer说道，“首先利用一个嵌二萘(pyrene)连接基团将一种单链PNA分子---一种合成的DNA变体---非共价地固定在石墨烯表面上。随后，一种互补的DNA链能够结合上来。我们能够在一种非常低的噪音水平下非常灵敏地检测这种杂交事件。” 论文共同作者Andreas Offenh usser和Hans-Joachim Krause总结道，“开发低噪音的可携带的可靠的石墨烯传感器用于POCT检测正处于石墨烯电子器件和生物传感器领域的前沿。这可能对更加广泛的医学诊断领域产生巨大的社会影响。”
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