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반도체 공학/Biosensor

Final) Graphene biosensor 정리(Ion, DNA, Virus ISFET(EGFET))

by SeH_ 2022. 11. 18.
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자세한 내용은 해당 링크를 따라가며 익혀주세요. 공부 겸 정리하려고 올린 게시글입니다.


Biosensor의 정의

Biosensor는 말 그대로 Bio물질(DNA, 박테리아, 바이러스, 칼슘)들을 sensing 하는 소자를 말합니다. 

2022.10.02 - [전자공학/Biosensor] - Intro) Biosensor 개념 (feat. COVID-19, Graphene)

 

Intro) Biosensor 개념 (feat. COVID-19, Graphene)

코로나 바이러스 대유행으로 세상이 정말 많이 변했습니다. 경제학자들은 Inflation, 실업률 등을 연구하고 예측하느라 이 3년이라는 시간이 정말 빨랐을 것 같아요. 그럼, 공대생, 혹은 연구자들

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Biosensor의 센싱 방법

Biosensor의 센싱은 크게 두 가지 방법으로 나뉩니다.

1. 광학적 센싱

2. 전기적 센싱

전기적 센싱 방법은 초소형화가 가능하고 전자기기에 바로 신호를 보낼 수 있기 때문에 매우 유망한 방법입니다.

 

Biosensor의 전기적 센싱 방법은 크게 두 가지 방법으로 나뉩니다.

1. SCISE(전극)

2. ISFET(EGFET)

속도가 빠르고 multi sensing이 가능하며, 공정이 MOSFET과 비슷한 ISFET이 매우 유망한 방법입니다. 

 

Biosensor의 selective sensing 또한 두 가지 방법으로 나뉩니다.

1. ISM(이온)

2. Bio-receptor(박테리아, DNA, 바이러스)

어떤 물질을 detect 하나에 따라 selective sensing 방법이 달라집니다.

 

 

왜 그래핀을 사용하는가?

1. 2D material로 넓은 표면적의 특성으로 인해 반응성이 매우 좋습니다.

2. 전자 이동도가 매우 빨라 고속 반응이 가능합니다.

2022.10.05 - [전자공학/Graphene] - 그래핀(Graphene) 특성, 응용 (Application)

 

그래핀(Graphene) 특성, 응용 (Application)

Graphene Intro 그래핀은 '신이 내린 소재' , '꿈의 소재'라는 명성을 가지고 있습니다. 그래핀을 만드는 법으로만 '노벨상'을 받은 사람이 있으니까요. 심지어 그래핀을 만드는 방법이 '스카치테이프

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Ion biosensor

Selective sensing을 ISM 층으로 이용한 소자로, 칼륨, 칼슘, 나트륨 등을 센싱 할 수 있는 소자입니다.

이온들이 섞여있는 전해질이 들어와 ISM을 통해 특정 이온으로 걸러지고 그 이온이 channel 바로 위 부분에 증착이 됩니다. Electrochemical potential 차이로 인해 channel이 전자로 모여 n-doped effect가 띄게 됩니다. 이로 인해 I-V curve가 바뀌게 됩니다. 바뀌는 정도를 보고 농도를 detect 할 수 있습니다.

 

2022.10.02 - [전자공학/Biosensor] - 1. Biosensor의 종류, 원리와 ISFET, EGFET의 원리 (feat. Graphene, ISM, Bio Receptor의 정의), Ion biosensor

 

1. Biosensor의 종류, 원리와 ISFET, EGFET의 원리 (feat. Graphene, ISM, Bio Receptor의 정의), Ion biosensor

Intro 이 글을 들어오신 분들은 '한글 자료'를 보시고 달려오셨을 것이라고 생각합니다. 제가 티스토리를 시작한 이유는 다음과 같습니다. Biosensor 관련 자료를 구하기가 정말 어려웠었고, 관련 분

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DNA, 박테리아, Virus biosensor

Selective sensing을 bio-receptor를 결합시켜 구현한 소자로, 이온 제외 나머지 이온을 센싱 할 수 있는 소자입니다. 

특정 물질이 channel 위 bio-receptor와 결합하면 이에 따라 전기 전도도가 바뀌는 현상을 이용하였습니다. 

2022.10.02 - [전자공학/Biosensor] - 2. Virus, Bacteria, DNA Biosensor 응용 및 Bio-receptor과 대략적인 소자 설계(feat. Graphene)

 

2. Virus, Bacteria, DNA Biosensor 응용 및 Bio-receptor과 대략적인 소자 설계(feat. Graphene)

전 글에서, EGFET의 원리와 '이온' 중심의 bio-material을 sensing 하는 소자를 설명하였습니다. 2022.10.02 - [반도체/Biosensor] - 1. Biosensor의 종류, 원리 (ISFET, EGFET) (Feat Graphene) 1. Biosensor의 종류, 원리 (ISFET, E

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