[Gauche] Schéma d'une DG FET, [au milieu] Image SEM d'une coupe transversale de SiNW fabriqués sur une plaquette de silicium sur isolant et [à droite] changement de la tension de réponse des capteurs de pH planaires et SiNW pour une large gamme de pH (3-10). Crédit :©2016 Cheol-Min Lim, In-Kyu Lee, Ki Joong Lee, Jeune Kyoung Oh, Yong-Beom Shin et Won-Ju Cho.
Des chercheurs coréens améliorent la fabrication de biocapteurs à transistors en utilisant des nanofils de silicium sur leur surface.
L'équipe, dirigé par Won-Ju Cho de l'Université Kwangwoon à Séoul, basé leur dispositif sur le « transistor à effet de champ à double grille » (DG FET).
Lorsque les molécules se lient sur un transistor à effet de champ, un changement se produit dans la charge électrique de la surface. Cela fait des FET de bons candidats pour la détection d'éléments biologiques et chimiques. Les FET à double grille sont des candidats particulièrement bons car ils amplifient ce signal plusieurs fois. Mais ils peuvent encore être améliorés.
L'équipe a utilisé une méthode appelée « lithographie par nanoimpression » pour fabriquer des nanofils de silicium sur la surface d'un FET DG et a comparé sa sensibilité et sa stabilité avec les FET DG conventionnels.
Les transistors à effet de champ utilisant des nanofils de silicium ont déjà attiré l'attention en tant que biocapteurs prometteurs en raison de leur haute sensibilité et sélectivité, mais ils sont difficiles à fabriquer. La taille et la position des nanofils de silicium fabriqués selon une approche ascendante, tels que le dépôt chimique en phase vapeur, ne peut pas toujours être parfaitement maîtrisé. Approches descendantes, comme l'utilisation d'un faisceau d'électrons ou d'ions pour dessiner des nanotiges sur une surface, permettre un meilleur contrôle de la taille et de la forme, pourtant, ils sont chers et limités par un faible débit.
Cho et ses collègues ont fabriqué leurs nanofils de silicium en utilisant la lithographie par nanoimpression. Dans cette méthode, une fine couche de silicium a été placée sur un substrat. Cette couche a ensuite été pressée à l'aide d'une nano-imprimante, qui imprime des lignes en forme de fil de taille nanométrique dans la surface. Les zones entre les lignes séparées ont ensuite été supprimées à l'aide d'une méthode appelée gravure à sec, qui consiste à bombarder le matériau avec des ions chlore. Les nanofils de silicium résultants ont ensuite été ajoutés à un FET DG.
L'équipe a découvert que leur appareil était plus stable et sensible que les FET DG conventionnels. « Nous nous attendons à ce que le capteur DG FET à nanofil de silicium proposé ici puisse être développé en un capteur prometteur sans marqueur pour divers événements biologiques, telles que les réactions enzyme-substrat, les liaisons antigène-anticorps et les hybridations d'acides nucléiques [une méthode utilisée pour détecter les séquences de gènes], " concluent les chercheurs dans leur étude publiée dans la revue Science et technologie des matériaux avancés .
