1.一种用于感测靶分子的场效应晶体管,所述场效应晶体管包括:
基板;
所述基板上的电场感应层;
六方氮化硼层,包括第一表面和第二表面,
其中,所述六方氮化硼层的第一表面在所述电场感应层上,所述六方氮化硼层的第二表面被多个受体分子官能化;
两个或更多个电接触件,其中每个所述电接触件都与所述电场感应层电接触。
2.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中,所述多个受体分子中的每个受体分子对所述靶分子都具有结合亲和力,在所述受体分子与所述靶分子之间相互作用时,产生电场,从而选通所述电场感应层。
3.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其中,使所述靶分子带有电荷,在所述受体分子与所述靶分子之间相互作用时,所述靶分子与所述受体分子结合,并且净电荷的变化产生所述电场。
4.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,使用接头分子将所述多个受体分子连接至所述六方氮化硼层。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的场效应晶体管,其中,改性所述六方氮化硼层以允许所述多个受体分子直接结合至所述六方氮化硼层。
6.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述多个受体分子包括一种或多种类型的抗体和/或一种或多种类型的适体和/或一种或多种类型的酶和/或一种或多种类型的核酸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述基板包括以下中的一个或多个:硅、二氧化硅、碳化硅、氧化铝、蓝宝石、锗、砷化镓gaas、硅锗合金、磷化铟、氮化镓、聚甲基丙烯酸甲酯pmma、碳酸丙二酯ppc、聚乙烯醇缩丁醛pvb、醋酸丁酸纤维素cab、聚乙烯吡咯烷酮pvp、聚碳酸酯pc和聚乙烯醇pva。
8.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述电场感应层包括石墨烯。
9.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述电场感应层包括纳米线、纳米管和二维材料中的一个或多个。
10.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述电场感应层包括体型半导体。
11.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述六方氮化硼层包括少于10个原子层的六方氮化硼。
12.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述电场感应层包括第一表面和第二表面,所述电场感应层的第一表面在所述基板上,所述两个或更多个电接触件与所述电场感应层的第二表面电接触。
13.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述两个或更多个电接触件与所述电场感应层的侧部电接触。
14.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述两个或更多个电接触件包括以下中的一个或多个:金、铂、钯、铜、钛、钨、镍、铝、钼、铬、多晶硅及其合金。
15.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述场效应晶体管包括与所述电场感应层电接触的两个电接触件,所述两个电接触件被布置为对所述电场感应层进行两端子测量。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述场效应晶体管包括与所述电场感应层电接触的四个电接触件,所述四个电接触件被布置为对所述电场感应层进行四端子测量。
17.根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管,其中,所述基板包括第一表面和第二表面,所述电场感应层在所述基板的第一表面上,并且
所述场效应晶体管包括在所述基板的第二表面上的背栅,所述背栅被布置为向所述电场感应层施加偏置电场。
18.一种芯片,包括根据前述权利要求中任一项所述的多个场效应晶体管。
19.根据权利要求18所述的芯片,其中,所述多个场效应晶体管中的至少两个场效应晶体管使用相同类型的受体分子,所述芯片被布置为允许来自所述多个场效应晶体管中的至少两个场效应晶体管的测量被复用。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的芯片,其中,所述多个场效应晶体管中的至少两个场效应晶体管使用不同类型的受体分子,所述受体分子被布置为与不同类型的靶分子相互作用。
21.一种感测系统,包括:
根据前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管和/或芯片,其中,所述场效应晶体管和/或所述芯片被布置为所述感测系统的可替换元件;
电测量模块,被布置为对所述场效应晶体管和/或所述芯片进行电测量;以及
输出模块,被布置为输出靶分子测量。
22.一种使用权利要求21所述的系统感测靶分子的方法,所述方法包括:
在所述系统的场效应晶体管中的一个场效应晶体管的六方氮化硼层的官能化后的第二表面上施加一定量的分析物;
使用所述电测量模块测量所述系统的场效应晶体管中的该场效应晶体管的电性能;以及
使用所述输出模块基于所述测量的电性能输出靶分子测量结果。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述系统的场效应晶体管中的该场效应晶体管包括与所述电场感应层电接触的两个电接触件,所述电测量模块通过对所述电场感应层进行两端子测量来测量所述电性能。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述电性能是电阻,所述测量包括:所述电测量模块通过在所述两个电接触件之间施加电流或电压中的一个并测量所述两个电接触件之间的电流或电压中的另一个来确定所述电阻。
25.根据权利要求22所述的方法,其中,所述系统的场效应晶体管中的该场效应晶体管包括与所述电场感应层电接触的四个电接触件,所述电测量模块通过对所述电场感应层进行四端子测量来测量所述电性能。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述电性能是电阻,所述测量包括:所述电测量模块通过在所述四个电接触件的第一对之间施加电流并在所述四个电接触件的第二对之间测量电压来确定所述电阻。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的方法,其中,所述系统包括多个场效应晶体管,所述电测量模块测量所述多个场效应晶体管中的每个场效应晶体管的电性能。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,所述多个场效应晶体管中的至少两个场效应晶体管使用相同类型的受体分子,所述测量的电性能通过所述输出模块在所述多个场效应晶体管中的使用所述相同类型受体分子的该至少两个场效应晶体管之间被复用。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的方法,其中,所述多个场效应晶体管中的至少两个场效应晶体管使用不同类型的受体分子,所述受体分子被布置为与不同类型的靶分子相互作用,所述输出模块基于所述多个场效应晶体管中的使用不同类型受体分子的该至少两个场效应晶体管的各自所测量的电性能,输出至少两个靶分子测量结果。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的方法,其中,所述输出模块使用校准曲线将所述测量的电性能转换为所述靶分子测量结果。