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| 內容簡介： |
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《半导体器件传感器在气体、化学和生物医学方面的应用》是一本全面深入探讨半导体传感器在气体、化学和生物医学领域应用的书籍。它从基本原理和不同类型传感器的工作机制讲起，覆盖了金属氧化物半导体传感器和场效应晶体管传感器等类型，并详细讨论了这些传感器在氧气、一氧化碳、甲烷检测，环境监测，食品安全，以及医疗诊断和生物分子检测中的应用。《半导体器件传感器在气体、化学和生物医学方面的应用》还介绍了传感器技术的最新进展，如小型化、集成化和智能化，并提供了丰富的实际应用案例，旨在为学者、研究人员和工程师在理论知识与实践应用之间搭建桥梁。
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目录作者贡献者名单前言第1章 用于直接监测神经细胞对抑制剂反应的AlGaN/GaN传感器 11.1 引言 11.2 AlGaN场效应传感器 31.3 AlGaN/GaN传感器的制备与表征 71.3.1 异质结构的生长 71.3.2 传感器工艺 81.3.3 AlGaN/GaN异质结构的电学特性分析 101.3.4 器件加工技术对表面和传感器性能的影响 111.3.5 传感器的生物相容性 121.4 测量条件 141.4.1 缓冲溶液 141.4.2 表征设置 141.4.3 噪声和漂移 151.4.4 基于细胞的传感器——CPFET 161.4.5 NG 108-15神经细胞系 181.4.6 神经递质——乙酰胆碱 181.4.7 神经抑制剂 201.4.8 细胞培养基 201.5 与AlGaN/GaN ISFET的细胞耦合 221.5.1 传感器预处理 221.5.2 传感器对有/无细胞的细胞培养基中pH变化的响应 241.5.3 AlGaN/GaN ISFET对离子的敏感性 251.5.4 AlGaN/GaN ISFET对抑制剂的敏感性 261.6 细胞外信号的记录 281.6.1 对SCZ缓冲液中单一抑制剂的响应 281.6.2 对DMEM中单一抑制剂的响应 311.6.3 传感器对不同神经毒素的响应 331.7 传感器信号模拟 351.7.1 利用位点结合模型对异质结构进行自洽模拟 351.7.2 裂隙中离子通量的估计 381.8 总结 40致谢 41参考文献 41第2章 宽禁带半导体生物和气体传感器的最新进展 472.1 引言 472.2 气体传感 492.2.1 氧气传感 492.2.2 CO2传感 512.2.3 C2H4传感 532.3 传感器功能化 552.4 pH测量 582.5 呼出气体冷凝物 612.6 重金属检测 622.7 生物毒素传感器 672.8 生物医学应用 702.8.1 呼出气体冷凝物中的pH传感器 702.8.2 葡萄糖传感 742.8.3 前列腺癌检测 772.8.4 肾损伤分子检测 792.8.5 乳腺癌 802.8.6 乳酸 832.8.7 氯离子检测 842.8.8 压力传感器 872.8.9 创伤性脑损伤 882.9 内分泌干扰素暴露水平测量 902.10 无线传感器 922.11 总结和结论 94致谢 96参考文献 96第3章 氢气传感器技术的进展及其在无线传感器网络中的应用 1083.1 引言 1083.2 基于肖特基二极管的AlGaN/GaN HEMT氢气传感器 1093.2.1 基于肖特基二极管的氢气传感器 1093.2.2 TiB2欧姆接触 1153.2.3 湿度对氢气传感器的影响 1153.2.4 差分传感器 1173.3 GaN肖特基二极管传感器 1203.3.1 N极和Ga极的比较 1203.3.2 W/Pt接触GaN肖特基二极管 1243.4 纳米结构宽带隙材料 1253.4.1 基于ZnO纳米棒的氢气传感器 1263.4.2 GaN纳米线 1303.4.3 InN纳米带 1313.4.4 单根ZnO纳米线 1323.5 SiC肖特基二极管氢气传感器 1343.6 无线传感器网络的开发 1353.6.1 传感器模块 1353.6.2 现场测试 1373.7 总结 139致谢 140参考文献 140第4章 氮化铟基化学传感器 1484.1 引言 1484.2 InN的表面特性 1494.2.1 电子特性 1494.2.2 化学敏感的特性 1504.3 InN基化学传感器的开发 1504.3.1 离子选择电极 1504.3.2 离子敏感场效应晶体管 1534.4 总结 163致谢 163参考文献 163第5章 氧化锌薄膜及纳米线传感器的应用 1665.1 引言 1665.2 ZnO的基本特性 1665.3 ZnO掺杂 1685.4 离子注入 1715.5 ZnO的刻蚀 1725.6 欧 姆 接 触 1745.7 肖特基接触 1775.8 氢在ZnO中的性质 1815.8.1 质子注入 1815.8.2 氢等离子体接触 1855.9 ZnO中的铁磁性 1885.9.1 半导体中的铁磁性 1895.9.2 ZnO的自旋极化 1915.9.3 纳米棒 1965.9.4 Mn和Cu共注入体型ZnO的特性 1985.10 氧化锌薄膜气体传感器 2005.10.1 乙烯传感技术 2005.10.2 CO传感技术 2025.11 ZnO纳米棒的传输 2055.12 ZnO纳米线肖特基二极管 2085.13 ZnO纳米线场效应晶体管 2105.14 紫外纳米线光电探测器 2135.15 气体和化学传感器 2155.15.1 ZnO纳米线的氢气传感 2165.15.2 臭氧传感 2205.15.3 pH响应 2215.16 生物传感 2255.16.1 ZnO的表面修饰 2255.16.2 利用蛋白质固定化技术进行单个病毒的超灵敏检测 2265.16.3 核酸在纳米线上的固定化用于基因和mRNA的生物传感器 2275.16.4 直接固定化适配体用于蛋白质和药物分子的超灵敏检测 2275.16.5 不同掺杂和表面化学末端的ZnO纳米线 2285.16.6 生物传感器的三维自洽模拟器 2295.17 总结 230致谢 232参考文献 232第6章 基于生物亲和传感器的MOS场效应晶体管 2416.1 引言 2416.2 BioFET器件的工作模式 2436.2.1 场效应晶体管的操作 2446.2.2 氧化物表面与电解质 2476.2.3 氧化物表面的分子 2506.2.4 膜模型和泊松-玻尔兹曼分析 2526.2.5 小信号分析和灵敏度 2546.2.6 BioFET的大信号模型 2596.2.7 一维模型的局限性 2596.2.8 不同测量的比较 2616.2.9 BioFET的三维模拟 2626.3 BioFET的阻抗测量 2636.3.1 ISFET、REFET和**代生物膜的阻抗 2646.3.2 膜传感器 2686.3.3 DNA杂交检测 2706.4 MOS纳米线BioFET 2726.4.1 基于硅纳米线的生物亲和传感技术 2726.4.2 基于VLS方法生长的硅纳米线 2756.4.3 平面MOS纳米线——无栅极 2766.4.4 背栅平面传感器 2786.4.5 消除氧化层 2806.4.6 替代纳米线制造方法 2816.4.7 纳米线电气模型 2826.4.8 扩散导致的缓慢响应 2886.4.9 总结 289参考文献 290第7章 基于MEMS的光学化学传感器 2977.1 引言 2977.1.1 MEMS概述 2977.1.2 MEMS制造 2987.1.3 程序概要 3007.2 光学传感原理 3007.3 MEMS基傅里叶变换光谱用于化学传感 3027.3.1 分子中的量子态 3027.3.2 光学光谱法 3037.3.3 傅里叶变换光谱法 3047.3.4 傅里叶变换红外光谱法 3047.3.5 MEMS FTIR 3057.3.6 总结 3207.4 干涉式MEMS化学和生化传感器 3217.4.1 引言 3217.4.2 集成光学马赫-曾德尔干涉仪传感器 3227.4.3 复合波导偏振干涉仪传感器 3257.4.4 集成光学杨氏干涉仪传感器 3277.4.5 集成光学法布里-珀罗干涉仪传感器 3337.4.6 总结 334参考文献 334后记 338
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