[发明专利]基于InSe场效应晶体管的核酸检测传感器及其在新冠病毒检测中的应用

权利要求书

1.基于InSe场效应晶体管的核酸检测传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将块体InSe材料机械剥离，得到超薄InSe材料；

(2)将超薄InSe材料浸泡在丙酮中去胶，筛选得到干净的超薄InSe材料；

(3)将干净的超薄InSe材料通过原子层沉积技术沉积6-8个循环的氧化铝；

(4)在步骤(3)得到的样品表面旋涂聚甲基丙烯酸甲酯胶并烘干，利用电子束曝光技术在PMMA层上构建电极图案；

(5)在步骤(4)得到的样品表面通过电子束蒸镀先后蒸镀Cr、Au，丙酮去胶后得到高质量的Cr/Au源电极和漏电极；

(6)在步骤(5)得到的样品表面通过ALD沉积20-30个循环的氧化铝钝化层；

(7)利用低镀率电子束蒸镀在步骤(6)得到的样品表面蒸镀均匀分布的Au纳米颗粒作为探针结合位点；

(8)旋涂PMMA胶覆盖步骤(7)得到的样品，利用EBL去除沟道处的PMMA胶，最后将器件整体放置于含有DNA探针的磷酸盐缓冲液中，孵育得到基于InSeFET的核酸检测传感器。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，具体方法为：将块体InSe材料均匀粘贴于机械剥离母带上，对折母带三次进行减薄，将子带覆盖于母带上，贴合十分钟即可将InSe减薄并转移到子带上，将300nm SiO₂厚度的硅衬底超声清洗后紧贴在子带上，静置24小时后取下。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浸泡时间为1～2h；筛选得到的InSe材料厚度为6-9nm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)、(6)中，ALD沉积氧化铝的参数为：工艺压力0.2Torr，底座温度200℃；单个循环工艺流程：Dose三甲基铝0.025s；清扫30s；Dose去离子水0.015s；清扫30s。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)、(8)中，PMMA旋涂参数为先600rpm旋涂6s，再2000rpm旋涂50s；烘干温度为150℃，烘干时间为5min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，EBE的Cr蒸镀速率为Au为/Cr电极厚度为3nm，Au电极厚度为60nm；步骤(7)中，EBE的Au蒸镀速率为设定厚度为0.4nm；步骤(8)中，PBS的K⁺离子浓度为0.01mol/L，孵育时间为36小时以上。

7.根据权利要求1-6任一所述的制备方法制备的核酸检测传感器。

8.根据权利要求7所述的核酸检测传感器在新冠病毒检测中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，具体应用方法为：将上述核酸检测传感器加热至40℃后，滴加目标物溶液，测得源漏电流变化ΔI_ds，根据换算公式换算得到校准响应度ΔV_cal，最后根据校准响应度与浓度的线性关系，计算得到目标物溶液中新冠病毒的浓度。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，测试范围为栅极电压V_gs：0V～0.5V，且ΔI_ds的取值是当V_gs＝0.5V时。