[发明专利]包括等离子体激元谐振器的混合传感器

权利要求书

1.一种半导体结构，所述半导体结构包括：

连接半导体衬底上的源极和半导体衬底上的漏极的沟道，其中所述沟道包括等离子体激元谐振器。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述等离子体激元谐振器包括在红外区域中的响应。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的半导体结构，其中所述等离子体激元谐振器包括碳。

4.根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构，其中所述等离子体激元谐振器包括对已知分析物的敏感性。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：

两个或更多个沟道的集合，两个或更多个沟道的所述集合中的每个沟道连接两个或更多个源极的集合中的所述半导体衬底上的对应的源极和两个或更多个漏极的集合中的所述半导体衬底上的对应的漏极。

6.一种传感器，包括：

等离子体激元膜，其中所述等离子体激元膜包括对已知分析物的敏感性；

半导体结构，包括场效应晶体管的源极和漏极；以及

所述等离子体激元膜与所述半导体结构的栅极之间的电连接。

7.根据权利要求6所述的传感器，其中所述等离子体激元膜包括在红外区域中的响应。

8.根据权利要求6所述的传感器，其中所述等离子体激元膜包括碳。

9.根据权利要求8所述的传感器，其中所述等离子体激元膜包括石墨烯或碳纳米管。

10.根据权利要求6所述的传感器，还包括：

两个或更多个半导体结构的集合；以及

所述等离子体激元膜与两个或更多个半导体结构的所述集合中的每个半导体结构的栅极之间的电连接。

11.一种形成传感器的方法，包括：

在半导体衬底上形成场效应晶体管(“FET”)，所述场效应晶体管包括源极、漏极和栅极，其中所述栅极包括等离子体激元谐振器。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

使所述等离子体激元谐振器对已知分析物敏感。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述等离子体激元谐振器包括在红外区域中的响应。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述等离子体激元谐振器包括碳。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述传感器包括多个传感器，所述多个传感器中的每一个包括对不同分析物的敏感性。

16.根据权利要求11所述的方法，还包括：

将所述传感器安装在傅里叶变换红外(“FTIR”)光谱仪中；

将所述传感器暴露于被测试的环境；以及

确定已知分析物的存在和浓度。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在FET的源极和漏极之间施加电压差；

测量FET的电压阈值；以及

测量FET的电流。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：

测量所述传感器的红外响应。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括：

将第二传感器安装在FTIR光谱仪中；以及

保护所述第二传感器免受所述环境影响。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括：

将传感器阵列安装在FTIR光谱仪中。