| 姓名 |
郭子源(Zi-Yuan Guo)
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畢業系所 |
光電科學與工程學系 |
| 論文名稱 |
以InGaN/GaN量子井感測 DNA
(InGaN/GaN quantum well DNA sensing)
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| 檔案 |
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| 摘要(中) |
本研究主旨在探討InGaN/GaN多重量子井（multiple quantum wells, MQW）的電子特性，並評估其在DNA感測的應用潛力。晶片樣本有三層QW (3QW)及五層QW (5QW)兩種，我們使用電流-電壓（IV）曲線觀察不同濃度 DNA 產生的表面電流。我們發現，當DNA濃度從1E-7 M提升到 1E-3M後，量子井表面的電流會減少，這是因為DNA帶負電，會推開QW內的高濃度電子。 |
| 摘要(英) |
The main focus of this study is to explore the electronic properties of multiple quantum wells (MQW) in InGaN/GaN materials, and to evaluate its potential in DNA detection. There are two samples, consisting of three QWs (3QW) and five QWs (5QW). We employed current-voltage (IV) curves to observe the correlation between DNA concentration and surface currents. When the DNA concentration increases on the sample surface, we observed decreased current flows, which is due to the electron depletion in MQW by the negatively charged DNA. |
| 關鍵字(中) |
★ 氮化鎵/氮化鎵
★ 多重量子井
★ DNA |
關鍵字(英) |
★ InGaN/GaN
★ multiple quantum wells
★ DNA |
| 論文目次 |
論文摘要.................................................Ⅰ Abstract.........................................................Ⅱ
致謝.................................................Ⅲ
目錄.............................................................Ⅳ
圖目錄......................................................Ⅵ
表目錄.................................................Ⅷ
第一章 緒論
1-1 前言 ………………………………………………………..………………..1
1-2 生物感測電晶體的發展………………………………………..…………….2
(二維電子氣形成)……………...……………………………………………..4
(自發極化)………………………………………………………………….....5
(壓電效應介紹)……………………………………………………………..9
1-3 背景與動機 …………………………………………………………..…….10
(量子井與生物傳感器) ……………………...………………………..…….10
(量子受限斯塔克效應 QCSE)...……………………………………..…….11
1-4 論文架構……………………………………………………………………12
第二章 實驗原理、方法與儀器
2-1量測樣品結構……………………………………….………………………..13
2-2基本電性量測………………………………………………………….……..16
2-3 InGaN/GaN多重量子井(Multiple-Quantum Well,MQW) 結構形成與介紹……………………………………………………………………………17
2-4 霍爾效應原理與量測結果…………………………………..………………18
第三章 結果與討論
3-1 DNA分子濃度在3QW InGaN/GaN晶片表面的電流變化…………………23
3-2 DNA分子濃度在5QW InGaN/GaN晶片表面的電流變化……………….27
3-3 InGaN/GaN QW與傳統AlGaN/GaN 2DEG對DNA分子變化之差異……32
第四章 結論與未來展望
4-1 結論…………………………………………………………………………..35
4-2 未來展望 ……………………………………………………………………36
參考文獻………………………………………………………………………….….37 |
| 參考文獻 |
[1] Stutzmann M. et al, GaN-base heterostructure for biosensor applications. Diamond and Related Materials. 11, 886-891(2002).
[2] Paszkowicz W. X-ray powder diffraction data for indium nitride. Powder Diffraction. 14, 258-260 (1999).
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[6] Fan-Ching Chien, Kun-Yu Lai. et al, Early cancer detection by high throughput surface-enhanced Raman spectroscopy. National Central University. Manuscript submitted for publication. (2023)
[7] 徐詩雅、杜立偉。利用氮化物高電子遷移率場效電晶體製作生物感測器偵測胰臟癌抗原分子。國立中山大學物理所。(2012)。
[8] Fan-Ching Chien, Kun-Yu Lai. et al, Controlling the Electron Concentration for Surface Enhanced Raman Spectroscopy. ACS Photonics. 8, 2410-2416 (2021)
[9] Resham Thapa. et al, Biofunctionalized AlGaN/GaN high electron mobility transistor for DNA hybridization detection. Appl. Phys. Lett 100, 232109 (2012) |
| 指導教授 |
賴昆佑(Kun-Yu Lai)
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審核日期 |
2023-11-14 |
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