[发明专利]一种石墨烯场效应晶体管生物传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯场效应晶体管生物传感器，其特征在于：包括衬底，所述衬底上设有High-k介质层，所述High-k介质层上设有源电极、漏电极和石墨烯沟道层，所述源电极、漏电极分别设置在石墨烯沟道层的两端，所述石墨烯沟道层上为普鲁士蓝，普鲁士蓝上为生物识别分子层。

2.根据权利要求1所述一种石墨烯场效应晶体管生物传感器，其特征在于：所述衬底为Si、玻璃、PET、PMMA、PDMS、PI等材料中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种石墨烯场效应晶体管生物传感器，其特征在于：所述High-k介质层为HfO₂、Al₂O₃、SiO₂等中的一种，采用原子束沉积法、磁控溅射、蒸镀制备。

4.根据权利要求1所述一种石墨烯场效应晶体管生物传感器，其特征在于：所述源电极、漏电极为Cr、Au复合金属层。

5.根据权利要求1所述一种石墨烯场效应晶体管生物传感器，其特征在于：所述生物分子识别层为固定在普鲁士蓝上面的葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶或尿酸酶以及其他能分解底物产生双氧水的酶类。

6.一种权利要求1所述石墨烯场效应晶体管生物传感器的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

以金属箔为基底，生长石墨烯薄膜，将石墨烯薄膜转移至衬底上，作为石墨烯沟道层；

通过微纳加工工艺，在石墨烯沟道层的两端形成源电极和漏电极；

在石墨烯沟道层上沉积普鲁士蓝；

采用化学方法在普鲁士蓝上修饰生物分子识别层。

7.根据权利要求6所述一种石墨烯场效应晶体管生物传感器的制备方法，其特征在于：所述石墨烯沟道层采用化学气相沉积法制备的石墨烯或还原氧化石墨烯或机械剥离制备的石墨烯，并通过PMMA法将石墨烯转移到基底上。

8.根据权利要求6所述一种石墨烯场效应晶体管生物传感器的制备方法，其特征在于：所述微纳加工工艺包括光刻工艺、电子束蒸镀工艺、剥离等工艺制备了以石墨烯为导电沟道的场效应晶体管，源电极和漏电极为5-10nm Cr和30-50nmAu构成，导电沟道长为10-20μm，长为20-30μm。

9.根据权利要求6所述一种基于石墨烯场效应晶体管生物传感器的制备方法，其特征在于：所述普鲁士蓝由化学方法合成并沉积在石墨烯沟道上，或者采用普鲁士蓝浆料旋涂、喷涂等方式涂布在石墨烯沟道上。

10.根据权利要求6所述一种石墨烯场效应晶体管生物传感器的制备方法，其特征在于：所述在普鲁士蓝上修饰生物分子识别层采用戊二醛法、壳聚糖、琼脂化学方法。