【综述】二维纳米材料晶体管传感器- 大数跨境

X-MOL资讯

2018-02-27

导读：同济大学的毛舜教授、新加坡南洋理工大学的张华教授和美国威斯康星大学密尔沃基分校的陈君红教授发表综述文章，介绍了石墨烯、二维过渡金属硫化物和二维黑磷三类典型二维纳米材料在晶体管传感器中的研究进展。

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近年来，化学物质和生物分子的低浓度快速检测在环境监测、化学分析、医疗保健、疾病诊断等方面受到了广泛的关注。虽然常规的检测技术能够进行定性、定量的检测，但由于方法的局限性，很多检测技术和设备不能满足超低浓度检测和快速/实时检测的需要。随着社会对环境污染和公共健康的重视，新的检测技术，特别是高灵敏度、快速在线检测技术的需求越来越大。近年来，基于电信号的电子类传感器在化学和生物检测方面表现出优于常规检测方法的优势。这类传感器的最大特点是高灵敏度、快速响应、可以进行实时监测、检测步骤简单等。其中，由于二维半导体纳米材料如石墨烯等新材料的发现，半导体电阻式（semiconductor resistance）/场效应晶体管式（field-effect transistor/FET）传感器越来越受到研究者的关注，并成为近年来国际传感器领域的研究热点。

同济大学的毛舜教授、新加坡南洋理工大学的张华教授和美国威斯康星大学密尔沃基分校的陈君红教授长期致力于二维纳米杂化材料晶体管传感器的研究工作。最近，他们在Chemical Society Reviews 上联合发表综述文章，介绍了石墨烯、二维过渡金属硫化物（transition metal dichalcogenide）和二维黑磷（black phosphorus）三类典型二维纳米材料在晶体管传感器中的研究进展。从石墨烯的发现起，二维纳米材料由于具有优异的结构和电学性能，逐步成为晶体管传感器的研究热点。利用二维纳米材料的高比表面积、高电子迁移率和对外部分子吸附后的高灵敏性，晶体管传感器在生物检测、常温气体检测、重金属检测等方面表现出优异的性能和广阔的应用前景。该综述对传感器在气态和液态环境中的检测原理进行了深入的分析，并对未来晶体管传感器研究中需要解决的关键问题和研究方向进行了探讨。