(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 104737009 A (43)申请公布日 2015.06.24 |
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(21)申请号 CN201380053956.1
(22)申请日 2013.10.07
(71)申请人 皇家飞利浦有限公司
地址 荷兰艾恩德霍芬市
(72)发明人 J·H·克鲁特维杰克 M·马尔德
(74)专利代理机构 北京市金杜律师事务所
代理人 王茂华
(51)Int.CI
(54)发明名称
(57)摘要
一种用于检测流体样本中的物质的浓度的器件(100)，该器件包括：衬底(102)；布置在衬底(102)上的绝缘层(104)；布置在绝缘层(104)上的多根单独电可访问的半导体纳米线(106、108、110)，多根纳米线中的每一根纳米线由绝缘材料(202、204、206)覆盖并且被布置用于通过纳米线的电特性来感测物质；以及用于提供与多根纳米线中的每根纳米线接触的流体样本的样本隔间(118)；其中对于多根纳米线(106、108、110)中的每根纳米线，选择截面尺寸、绝缘体厚度和绝缘材料类型中的至少一项使得纳米线中的每根纳米线具有不同的检测范围，并且使得器件的动态范围比单独纳米线中的每根纳米线的动态范围更高。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种用于定量检测流体样本中的物质的器件(100)，所述 器件包括：
衬底(102)；
电绝缘层(104)，布置在所述衬底(102)上；
多根能够单独访问的纳米线(106、108、110)，布置在所述电 绝缘层(104)上，所述多根纳米线中的每根纳米线由绝缘材料(202、 204、206)覆盖，所述多根纳米线被布置用于通过对所述多根纳米 线中的纳米线的电特征的测量来检测在所述流体样本中的所述物质 的存在；
样本隔间(118)，用于包括所述流体样本，其中所述样本隔间 被布置使得所述样本隔间覆盖所述多根纳米线中的每根纳米线的至 少一部分；并且
其中所述多根纳米线中的每根纳米线被配置为具有对于所述物 质的不同检测范围。
2.根据权利要求1所述的器件，其中所述多根纳米线中的所述 纳米线被配置使得所述多根纳米线中的每一根纳米线的所述不同检 测范围一起形成比每个不同检测范围更大的基本上连续的检测范 围。
3.根据权利要求1或者2所述的器件，其中所述多根纳米线 (106、108、110)中的每根纳米线包括表面区域和纳米线体积，其 中对于所述多根纳米线中的不同纳米线，所述表面区域和所述体积 的比例不同。
4.根据权利要求3所述的器件，其中所述多根纳米线中的每根 纳米线包括长度、宽度和厚度，其中所述多根纳米线中的所述纳米 线的所述厚度基本上相同，并且所述多根纳米线中的所述纳米线中 的每根纳米线的所述宽度和所述厚度中的一个或者多个是不同的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述绝缘材料 对于所述多根纳米线中的所述纳米线中的每根纳米线是相同的，并 且其中所述绝缘材料包括对于所述多根纳米线(106、108、110)中 的每根纳米线不同的厚度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的器件(100)，其中所述 多根纳米线中的至少一根纳米线包括用于与物质相互作用的至少一 个功能化层。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的器件(100)，其中所 述多根纳米线中的至少两根纳米线中的每一根纳米线包括用于与物 质相互作用的功能化层，其中至少两个功能化层彼此不同。
8.根据权利要求6或者7所述的器件(100)，其中所述至少 一个功能化层包括TiO<sub>2</sub>或者由TiO<sub>2</sub>构成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的器件(100)，其中所述 样本隔间(118)被配置为允许流体在所述多根纳米线(106、108、 110)之上流动。
10.根据前述权利要求中任一项所述的器件(100)，其中所述 纳米线中的至少两根纳米
线具有不同的灵敏度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的器件(100)，其中所述 多根纳米线中的至少两根纳米线具有不同的掺杂和/或不同的掺杂浓 度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的器件(100)，其中所述 多根纳米线中的至少一根纳米线形成晶体管的沟道，并且所述衬底 (102)的一部分被用作所述晶体管的栅极端子。
13.根据前述权利要求中任一项所述的器件(100)，包括另一 样本隔间。
14.根据前述权利要求中任一项所述的器件，包括电路系统， 所述电路系统被连接到所述多根纳米线中的每根纳米线，以用于所 述纳米线的读出。
15.一种根据权利要求1至14中任一项的器件的用途，用于定 量检测流体样本中的物质。
16.一种用于使用包括多根能够单独电访问的纳米线的器件定 量测定流体样本中的物质的方法，所述纳米线中的每根纳米线具有 不同的检测范围，所述方法包括：
确定所述多根纳米线中的每根纳米线的电特性；
对于所述多根纳米线中的每根纳米线，确定所述电特性是否指 示所述纳米线饱和；
标识所述多根纳米线内的并且所述纳米线未饱和的纳米线子 集；
从所述纳米线子集，标识具有最高灵敏度的所述纳米线；以及
基于所确定的具有所述最高灵敏度的所述纳米线的所述电特 性，确定所述流体中的所述物质的量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所确定的所述纳米线的 所述电特性是作为所施加的电压的函数的电流。
18.根据权利要求16或者17所述的方法，其中所述多根纳米 线形成晶体管的沟道，其中所述晶体管包括栅极，所述方法进一步 包括通过向所述栅极施加栅极电压从而从所述多根纳米线中的纳米 线至少部分地去除粘附到所述纳米线的物质来重置所述器件的步 骤。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，进一步包括 通过加热所述器件从而从所述多根纳米线中的纳米线至少部分地去 除粘附到所述纳米线的物质来重置所述器件的步骤。
说 明 书
<p>技术领域
本发明涉及用于检测流体中的物质浓度的器件。具体地，本发 明涉及基于纳米线的器件。
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