的參考值來確定。
[0066]從未飽和納米線的子集，選擇具有最尚靈敏度的納米線。具有最尚靈敏度的納米線是能夠檢測特定物質(zhì)的濃度的最小改變的納米線。假定納米線中的每根納米線的靈敏度從制造中和/或從具有相同布局的器件的較早校準(zhǔn)中得知。
[0067]通過標(biāo)識最靈敏的未飽和納米線，可以提供對于給定器件具有最高可能靈敏度的指示物質(zhì)濃度的結(jié)果。
[0068]如果使用有能力檢測不同物質(zhì)的器件，則針對適于檢測相應(yīng)物質(zhì)的每個納米線子集執(zhí)行上文所描述的方法。
[0069]器件的示例應(yīng)用是作為可逆0)2傳感器。CO2傳感器可以通過用T12的薄(約Inm)層涂覆納米線來形成。由于CO2具有零偶極矩，如果附接到包括例如3102的絕緣層，它將不會在溝道中感應(yīng)電場。因此，可以使用T12，已知1102將CO2分解為CO和O 2，CO是極性的并且由此在器件的導(dǎo)電溝道中感應(yīng)場。
[0070]然而，諸如Ti02、Zr0jP HfO 2之類的氧化物傾向于是親水的，因此在表面上吸附水分子，這將影響CO2的吸附，并且隨后影響電測量。因此，為了增加靈敏度并且降低來自吸附的水的干擾，能透過CO2但不能透過水分子的疏水層可以被沉積在絕緣層上。疏水層可以例如是諸如聚對二甲苯之類的聚合物。
[0071]作為電流對電壓分析的備選，器件的瞬態(tài)行為可以通過向源極、漏極和柵極端子施加恒定電壓并且觀察所測量的電流的時間依賴性進(jìn)行分析。由此，可以確定受分析的流體中的一種或者多種物質(zhì)的濃度。
[0072]此外，如果特定應(yīng)用需要，則還可以并入用于使樣本流體偏置的流體參考門。
[0073]本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到本發(fā)明絕不限于上文所描述的優(yōu)選實(shí)施例。相反，很多修改和變化在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)是可能的。例如，在仍然堅(jiān)持本發(fā)明的一般概念的同時，制造方法和材料選擇的變化是完全可能的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于定量檢測流體樣本中的物質(zhì)的器件(100)，所述器件包括: 襯底(102)； 電絕緣層(104)，布置在所述襯底(102)上； 多根能夠單獨(dú)訪問的納米線(106、108、110)，布置在所述電絕緣層(104)上，所述多根納米線中的每根納米線由絕緣材料(202、204、206)覆蓋，所述多根納米線被布置用于通過對所述多根納米線中的納米線的電特征的測量來檢測在所述流體樣本中的所述物質(zhì)的存在； 樣本隔間(118)，用于包括所述流體樣本，其中所述樣本隔間被布置使得所述樣本隔間覆蓋所述多根納米線中的每根納米線的至少一部分；并且 其中所述多根納米線中的每根納米線被配置為具有對于所述物質(zhì)的不同檢測范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述多根納米線中的所述納米線被配置使得所述多根納米線中的每一根納米線的所述不同檢測范圍一起形成比每個不同檢測范圍更大的基本上連續(xù)的檢測范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的器件，其中所述多根納米線(106、108、110)中的每根納米線包括表面區(qū)域和納米線體積，其中對于所述多根納米線中的不同納米線，所述表面區(qū)域和所述體積的比例不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的器件，其中所述多根納米線中的每根納米線包括長度、寬度和厚度，其中所述多根納米線中的所述納米線的所述厚度基本上相同，并且所述多根納米線中的所述納米線中的每根納米線的所述寬度和所述厚度中的一個或者多個是不同的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件，其中所述絕緣材料對于所述多根納米線中的所述納米線中的每根納米線是相同的，并且其中所述絕緣材料包括對于所述多根納米線(106,108,110)中的每根納米線不同的厚度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件(100)，其中所述多根納米線中的至少一根納米線包括用于與物質(zhì)相互作用的至少一個功能化層。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的器件(100)，其中所述多根納米線中的至少兩根納米線中的每一根納米線包括用于與物質(zhì)相互作用的功能化層，其中至少兩個功能化層彼此不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的器件(100)，其中所述至少一個功能化層包括T12或者由T12構(gòu)成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件(100)，其中所述樣本隔間(118)被配置為允許流體在所述多根納米線(106、108、110)之上流動。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件(100)，其中所述納米線中的至少兩根納米線具有不同的靈敏度。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件(100)，其中所述多根納米線中的至少兩根納米線具有不同的摻雜和/或不同的摻雜濃度。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件(100)，其中所述多根納米線中的至少一根納米線形成晶體管的溝道，并且所述襯底(102)的一部分被用作所述晶體管的柵極端子。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件(100)，包括另一樣本隔間。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件，包括電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)被連接到所述多根納米線中的每根納米線，以用于所述納米線的讀出。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)的器件的用途，用于定量檢測流體樣本中的物質(zhì)。
16.一種用于使用包括多根能夠單獨(dú)電訪問的納米線的器件定量測定流體樣本中的物質(zhì)的方法，所述納米線中的每根納米線具有不同的檢測范圍，所述方法包括: 確定所述多根納米線中的每根納米線的電特性； 對于所述多根納米線中的每根納米線，確定所述電特性是否指示所述納米線飽和； 標(biāo)識所述多根納米線內(nèi)的并且所述納米線未飽和的納米線子集； 從所述納米線子集，標(biāo)識具有最高靈敏度的所述納米線；以及基于所確定的具有所述最高靈敏度的所述納米線的所述電特性，確定所述流體中的所述物質(zhì)的量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所確定的所述納米線的所述電特性是作為所施加的電壓的函數(shù)的電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或者17所述的方法，其中所述多根納米線形成晶體管的溝道，其中所述晶體管包括柵極，所述方法進(jìn)一步包括通過向所述柵極施加?xùn)艠O電壓從而從所述多根納米線中的納米線至少部分地去除粘附到所述納米線的物質(zhì)來重置所述器件的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括通過加熱所述器件從而從所述多根納米線中的納米線至少部分地去除粘附到所述納米線的物質(zhì)來重置所述器件的步驟。
【專利摘要】一種用于檢測流體樣本中的物質(zhì)的濃度的器件(100)，該器件包括：襯底(102)；布置在襯底(102)上的絕緣層(104)；布置在絕緣層(104)上的多根單獨(dú)電可訪問的半導(dǎo)體納米線(106、108、110)，多根納米線中的每一根納米線由絕緣材料(202、204、206)覆蓋并且被布置用于通過納米線的電特性來感測物質(zhì)；以及用于提供與多根納米線中的每根納米線接觸的流體樣本的樣本隔間(118)；其中對于多根納米線(106、108、110)中的每根納米線，選擇截面尺寸、絕緣體厚度和絕緣材料類型中的至少一項(xiàng)使得納米線中的每根納米線具有不同的檢測范圍，并且使得器件的動態(tài)范圍比單獨(dú)納米線中的每根納米線的動態(tài)范圍更高。
【IPC分類】G01N33-00, G01N27-414
【公開號】CN104737009
【申請?zhí)枴緾N201380053956
【發(fā)明人】J·H·克魯特維杰克, M·馬爾德
【申請人】皇家飛利浦有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年10月7日
【公告號】EP2909617A2, WO2014060894A2, WO2014060894A3