Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
7
Добавлен:
19.06.2020
Размер:
1.25 Mб
Скачать

Principles of Electronic Nanobiosensors

Unit 3: Sensitivity

Lecture 3.3: Potentiometric Sensors:

Charge Screening for Cylindrical Sensors

By Muhammad A. Alam

Professor of Electrical and Computer Engineering Purdue University

alam@purdue.edu

1

Outline

Recall: Salt and screening

Theory of screening for a Cylindrical NW sensor

Comparison with experiments

Special issues of small sensors

Conclusions

 

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

2

 

Recall: Salt screening for Planar Sensor

Salt

DNA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

Screening different for 1D sensors?

aM

fM

pM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nM

µM

 

 

 

 

 

 

 

mM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Geometry of diffusion was different, what about screening?

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

4

Cylindrical NW sensor

LD + a +tox

 

 

QNW

 

Qbio

Q

 

 

+

 

 

 

 

+

DL

+

 

+

+

 

Ψ

+

 

 

a

 

 

 

0

 

 

Si

 

Ox Electrolyte

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πκsiε0

 

 

 

 

 

Cox

 

 

 

Cox =

 

 

QNW =

 

Qbio

ln 1+(tox

a)

Cox

+CDL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L2D =

 

κwε0kBTL

 

 

CDL =

 

 

2πκwε0

 

 

 

 

ln 1

+(LD

a +tox )

 

 

2

 

 

 

 

2z

2

I0 Nav q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Does offer some advantage !

5

Соседние файлы в папке Мікро- та наносенсори