与纳米级线相关地设置，使 得分析物可以与反应实体相互作用以引起纳米级线电气性质的变化。
[0026] 在一组实施例中，向场效应晶体管施加周期性电信号。电信号可以是例如电压信 号、电流信号等等。周期性信号可以是按照规则时间段或者周期重复的任何信号。周期性信 号可以是例如正弦波、三角波、方波、锯齿波等等。在一些实施例中，可以将多于一个的周期 性电信号施加至场效应晶体管；例如，具有第一频率的第一周期性电信号可以施加至源极， 而具有第二频率的第二周期性电信号可以施加至栅极。
[0027] 第一频率和第二频率通常不同，然而它们的差可以是相对较小的。例如，第一频率 与第二频率相差例如相对于第一频率和第二频率中较大的频率不超过大约10%、不超过大 约5 %、不超过大约3 %、不超过大约1 %、不超过大约0. 5 %、不超过大约0. 3 %、不超过大约 0. 1%、不超过大约0. 05%、不超过大约0. 03%或者不超过大约0. 01%。在一些实施例中， 在一些情况下，第一频率与第二频率相差不超过大约10kHz、不超过大约5kHz、不超过大约 3kHz、不超过大约1kHz、不超过大约500Hz、不超过大约300Hz、不超过大约100Hz、不超过大 约50Hz、不超过大约30Hz、不超过大约10Hz、不超过大约5Hz、不超过大约3Hz或者不超过 大约1Hz。
[0028] 可以通过任何合适的电发生器（诸如电流发生器或者电压发生器）向源极和漏极 施加周期性电信号。一个或者多个电压发生器可以用于向源极施加第一周期性电压信号以 及向栅极施加第二周期性电压信号，或者一个或者多个电流发生器可以用于向源极施加第 一周期性电流以及向栅极施加第二电流。在一些情况下，可以同时施加信号。因此，例如， 第一电压发生器可以用于生成施加至源极的第一周期性电压，而第二电压发生器可以用于 生成施加至栅极的第二周期性电压。在一些情况下，各种电发生器可以是相同设备的一部 分。电发生器可以产生固定的周期性信号，或者产生可以根据需要改变（例如，在频率、形 状、强度等等方面）的周期性信号。可以商业上容易地获得用于产生电流和/或电压的电 发生器。
[0029] 在向源极和漏极施加合适的电信号之后，漏极的电压或者其它电气行为可以因此 被确定，并且漏极的电压或者其它电气行为可以用于确定栅极的电气行为和/或形成栅极 的至少一部分的纳米级线的电气行为。栅极或者纳米级线的行为可以至少部分地取决于周 围的物理环境，并且如先前讨论的，这可能例如受到能够以某种方式与纳米级线相互作用 的分析物影响。
[0030] 因此，例如，在一组实施例中，漏极的电压或者其它电气行为可以通过例如使用锁 定放大器、示波器或者能够测量周期性电信号（例如，信号的幅度和/或相移）的其它装置 来将其与基准信号进行比较而确定。通常，锁定放大器将由漏极产生的信号与基准信号混 合以提取信号（例如，由场效应晶体管产生的），随后可以对该信号进行分析例如以确定栅 极和/或纳米级线的电气性质。在一组实施例中，可以通过将由电压发生器或者其它电发 生器产生的电信号混合（在这种信号与场效应晶体管相互作用之前）来产生基准信号。例 如，可以使用混频器对电信号进行组合。还可以在信号传送至锁定放大器之前使用低通滤 波器（或者在一些情况下，低通滤波器和/或混频器可以是锁定放大器的一部分）对信号 进行处理。可以从商业来源获得混频器、低通滤波器和锁定放大器。另外，此处讨论的所有 电压通常是相对地测量的，例如，锁定放大器可以是接地的并且所有电压都是相对其进行 测量的。
[0031] 在不希望受到任何理论束缚的情况下，可以通过使用锁定放大器确定漏极的电压 (例如，相位和/或幅度），和电压发生器的周期，来确定场效应晶体管内的栅极和/或纳米 级线的电导。
[0032] 根据本发明某些实施例，由于纳米级线的电气行为可以至少部分地由纳米级线周 围的环境进行控制，因此纳米级线可以用作传感器。例如，纳米级线可以用于确定纳米级线 周围的流体中的分析物。在一些情况下，能够与分析物结合或者相互作用的反应实体可以 与纳米级线表面结合，和/或与纳米级线相关地设置，使得分析物与反应实体的结合或者 相互作用引起纳米级线中的可确定的变化。这种反应实体可以用于确定各种潜在分析物， 并且这种确定可以定性地或者定量地做出。例如，在各种实施例中，可以例如通过确定纳米 级线的电气性质（诸如电导或者阻抗）来确定流体中分析物的存在、量和/或浓度。下面 对这种反应实体的非限制性示例进行更详细的讨论。
[0033] 如所提到的，纳米级线本身可以是任何合适的纳米级线，其能够与分析物相互作 用，和/或其能够被改性以使得能够与分析物结合或者相互作用的反应实体可以与纳米级 线表面结合和/或与纳米级线相关地设置。合适的纳米级线的非限制性示例包括碳纳米 管、纳米棒、纳米线、有机和无机的导电和半导电的聚合物、金属纳米级线、半导体纳米级线 (例如，由硅形成）等等。如果使用碳纳米管，那么它们可以是单壁和/或多壁的，并且在性 质上可以是金属性的和/或半导电的。可能不是纳米级线但是具有各种小的纳米尺度级尺 寸的其它导电或者半导电元件也可以用于某些实施例。
[0034] 通常，"纳米级线"（此处也称为"纳米尺度级线"或者"纳米尺度线"）通常是在沿 着其长度的任一点处具有至少一个截面尺寸以及在一些实施例中具有两个正交截面尺寸 (例如，直径）的线或者其它纳米级物体，所述尺寸为小于1微米、小于大约500nm、小于大 约200nm、小于大约150nm、小于大约100nm、小于大约70nm、小于大约50nm、小于大约20nm、 小于大约l〇nm、小于大约5nm、小于大约2nm或者小于大约lnm。在一些实施例中，纳米级线 通常是柱形的。然而，在其它实施例中，可以是其它形状；例如，纳米级线可以是多面的，即， 纳米级线可以具有多边形截面。纳米级线的截面可以是任何的任意形状，包括但不限于，圆 形、正方形、矩形、环形、多边形或者椭圆形，并且可以是规则或者不规则的形状。纳米级线 还可以是实心的或者空心的。
[0035] 在一些情况下，纳米级线具有基本上比纳米级线的其它尺寸长的一个尺寸。例如， 纳米级线可以具有长度为至少大约1微米、至少大约3微米、至少大约5微米或者至少大 约10微米或者大约20微米的最长尺寸，和/或纳米级线可以具有大于大约2:1、大于大约 3:1、
[0036] 大于大约4:1、大于大约5:1、大于大约10:1、大于大约25:1、大于大约50:1、大于 大约75:1、大于大约100:1、大于大约150:1、大于大约250:1、大于大约500:1、大于大约 750:1或者大于大约1000:1或（在某些情况下）更大的纵横比（最长尺寸与最短正交尺 寸）。
[0037] 在一些实施例中，纳米级线是基本上均匀的，或者具有小于大约30%、小于大约 25%、小于大约20%、小于大约15%、小于大约10 %或者小于大约5 %的纳米级线的平均直 径中的变化。例如，纳米级线可以是从基本上均匀的纳米团簇或者颗粒（例如胶体颗粒）生 长而来。参见例如2007年11月27日颁布的Lieber等人的标题为"NanoscaleWiresand RelatedDevices"的美国专利No. 7, 301，199 (其全部内容通过引用合并于此）。在一些情 况下，纳米级线可以是具有小于大约30%、小于大约25%、小于大约20%、小于大约15%、 小于大约10%或者小于大约5%的纳米线群的平均直径变化的纳米级线群中的一个。
[0038] 在一些实施例中，纳米级线具有任何半导体或者任何金属的导电性或者与任何半 导体或者任何金属类似的量级的导电性。纳米级线可以由合适材料（例如，半导体、金属等 等以及它们的任何合适组合）制成。在一些情况下，纳米级线将具有传递电荷的能力（例 如，是导电的）。例如，纳米级线可以具有相对较低的电阻率，例如，小于大约l(T3〇hmm、小 于大约lCT4〇hmm、小于大约lCT60hmm或者小于大约lCT70hmm。在一些实施例中，纳米级线 可以具有至少大约1微西门子、至少大约3微西门子、至少大约10微西门子、至少大约30 微西门子或者至少大约100微西门子的电导。
[0039] 在各种实施例中，纳米级线可以是实心的或者空心的。如此处使用的，"纳米管"是 空心的或者具有挖空的芯的纳米级线，包括本领域普通技术人员已知的那些纳米管。作为 另一个示例，可以通过产生芯/壳纳米线，然后蚀刻掉芯的至少一部分以留下空心壳来产 生纳米管。因此，在一组实施例中，纳米级线是非碳的纳米管。相比之下，"纳米线"是通常 实心的（即，不是空心的）纳米级线。因此，在一组实施例中，纳米级线可以是半导体纳米 线，诸如娃纳米线。
[0040] 在一组实施例中，纳米级线可以包括金属，或者基本上由金属组成。可能合适的金 属的非限制性示例包括铝、金、银、铜、钼、钽、钛、镍、钨、铬或者钯。在另一组实施例中，纳米 级线包括半导体，或者基本上由半导体组成。通常，半导体是具有半导电或者半金属性质 (即，在金属与非金属性质之间）的元件。半导体的示例是硅。其它非限制性示例包括元 素半导体，诸如镓、锗、金刚石（碳）、锡、硒、碲、硼或者磷。在其它实施例中，多于一个的元 素可以作为半导体存在于纳米级线中，例如，砷化镓、氮化镓、磷化铟、硒化镉等等。其它示 例还包括第II-VI族的材料（其包括来自周期表第II族的至少一个元素和来自第VI族的 至少一个元素，例如，21^、21^6、21^36、21^(^、0(13或者0(136)或者第111，族的材料（其 包括来自第III族的至少一个元素和来自第V族的至少一个元素，例如GaAs、GaP、GaAsP、 InAs、InP、AlGaAs或者InAsP)。
[0041] 在某些实施例中，半导体可以是未掺杂的或者掺杂的（例如，p型或者n型）。例 如，在一组实施例中，纳米级线可以是P型半导体纳米级线或者n型半导体纳米级线，并且 可以用作晶体管（诸如场效应晶体管（"FET"））的组件。例如，纳米级线可以充当FET的 源极-栅极-漏极布置的"栅极"，而金属引线或者其它导电通路（如此处讨论的）被用作 源极电极和漏极电极。
[0042] 在一些实施例中，掺杂剂或者