Vezetőképesség moduláció ZnO nanoszálakon bioreceptorokkal = Conductivity Modulation of ZnO Nanowires by Bioreceptors (CoMoNano)

Nguyen, Quoc Khanh and Balázsi, Csaba and Erdélyi, Róbert and Kurunczi, Sándor and Pongrácz, Anita and Sebestyén, Anett and Szabó, Zoltán and Volk, János and Vonderviszt, Ferenc (2013) Vezetőképesség moduláció ZnO nanoszálakon bioreceptorokkal = Conductivity Modulation of ZnO Nanowires by Bioreceptors (CoMoNano). Project Report. OTKA.

Preview

PDF 76287_ZJ1.pdf Download (3MB) | Preview

Abstract

Kimutattuk, hogy az egyszerű és alacsony hőmérsékletű nedves kémiai eljárásban a vizes cinknitrát/hexametiltetramin oldat koncentrációjának csökkentésével csökken a növesztett ZnO nanoszálak vastagsága. Újszerű módszert dolgoztunk ki a nanoszál növesztésére, amelyben a ZnO magrétegre leválasztott Stöber szilika nanogömbök monorétegével nemcsak vékony de hosszabb nanoszálak is növeszthetőek. Kimutattuk, hogy az ilyen szálnak jobb az UV fénnyel történő modulálhatósági hatásfoka. Megmutattuk, hogy rendezett, lokalizált nanoszálak növeszthetők a magrétegre felvitt PMMA fedőrétegben kialakított nukleációablakokon keresztül. Az így növesztett nanoszálak rendezettsége, minősége inkább az alkalmazott magréteg kristályi minőségétől függ, semmint a felületi durvaságától. Eljárást dolgoztunk ki az IC planár technológiába jobban integrálható horizontális nanoszálak növesztésére. A kontaktusokról induló és oxidon tovább növő szálak lehetővé teszik az eszköz térvezérlésű tranzisztorként hátsó gate általi vezérelhetőségét, amivel növelhető a szál modulálhatósági hatásfokát, modulálási sebességét. Demonstráltuk a horizontális szálak modulálhatóságát UV fényre (kb. öt nagyságrend változás ) illetve az IgG fehérjére Z domén receptorokkal. A modulálás már nagyon kis IgG (25 nM) koncentrációnál megfigyelhető, de a koncentráció növekedésével telítési jelleget mutat. Ennek valószínűleg a szálon szabadon maradt receptorok csökkenő száma lehet az oka. | We have shown that in the chemical bath deposition the thickness of the grown ZnO nanowires (NWs) is reduced with decreasing concentration of the aqueous zinc nitrate and hexamethylentetramine. A novel route has been developed using a monolayer of silica nanospheres deposited on ZnO seedlayer to grow thin but much longer NWs than usual. Such NWs were observed to have better UV modulation property than those formed without nanosphere layer. We demonstrated that the selective growth of NWs could be well realized via the nucleation windows pre-formed in the PMMA cap-layer over the seed layer. The crystal quality and alignment of such NWs was determined by the dispersion in the crystallographic orientation of the seed layer while the role of its surface roughness was negligible. Method to grow horizontal NWs which is integrable into IC planar technology has been developed. Being nucleated from the electrodes then grown along oxide surface, the NWs can be gated by a back electrode as a field effect transistor, thus their modulation efficiency, speed can be further achieved. Modulation of the horizontal NWs has been demonstrated for UV illumination (five order of magnitude change) and IgG with Z domain receptors. The modulation effect of IgG can be observed even at very low concentration (25 nM), which showed a saturation tendency with increasing IgG concentration, probably due to the limitation of the available binding sites of the Z domains on the NW surface for the IgGs.

Actions (login required)

Edit Item