2022年4月12日,复旦大学魏大程团队在Chemical Reviews(影响因子60.622)上在线发表题为“二维场效应晶体管传感器:通往商用化之路(Two-Dimensional Field-Effect Transistor Sensors: The Road toward Commercialization)”的综述论文,总结了二维场效应晶体管传感器的理论和实验进展,并评述了其在商业化进程中遇到的技术挑战及应对策略。复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室和高分子科学系为论文第一、第二单位,高分子科学系博士生戴长昊为第一作者,高分子科学系魏大程研究员和材料科学系刘云圻院士为通讯作者。
复旦大学魏大程团队长期从事新型场效应晶体管(FET)材料、器件以及在光电、化学、生物传感领域的应用。FET传感技术是通过半导体沟道及界面附近外界刺激产生的电信号变化以实现检测应用,具有高灵敏度、免标记、响应快、低成本等优点。当前FET传感器中采用的三维敏感材料比表面积低、探针分子负载量小,难以实现高效信号转化。相比之下,二维敏感材料展现出独特的低维特性如高比表面积、高信号传导效率,可以有效提升FET传感器的检测性能。本文评述了二维FET传感器的研究进展和发展方向:1.概述了二维材料的物化性质,总结了二维FET传感器的功能界面构建手段以及作用机制;2.总结了二维FET传感器在物理、化学和生物检测领域的应用,并对核酸检测、病毒识别、光探测、离子识别等领域的应用进行了深入分析和总结;3.针对二维FET传感器商业化过程中面临的问题,针对性地提出技术解决方案;4.综述了基于二维FET传感器所制备的工程样机,并评述了它们在人工视觉、可穿戴设备、数字成像等领域的研究进展。
该论文有助于研究者深入理解二维FET传感界面设计、传感器工程样机与应用中面临的挑战和应对策略,有效促进二维FET传感器这一新兴技术在各个领域的探索和实际应用。
论文信息:
Two-Dimensional Field-Effect Transistor Sensors: The Road toward Commercialization
Changhao Dai, Yunqi Liu*, and Dacheng Wei*
Chem. Rev. 2022,DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00924
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