本发明专利技术提供一种硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，利用硅纳米线传感器表面探针修饰前、后阈值电压的变化量，对目标物的阈值电压响应进行归一化处理，确定目标物响应标准曲线，来获取目标物的阈值电压响应所对应的目标物的浓度；本发明专利技术在阈值电压标定前后，测试结果的一致性显著提升，可重复性好，标定过程不需要额外的设备，标定过程和测试过程可使用同一个设备，有效节省了成本，标定过程对硅纳米线传感器是无损的，不影响硅纳米线传感器的后续测试。感器的后续测试。感器的后续测试。
【技术实现步骤摘要】
硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法
[0001]本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法。
技术介绍
[0002]硅纳米线传感器具有成本低、灵敏度高、电学和机械性能优异等优点，自诞生以来一直备受研究人员关注。采用自限制氧化工艺自上而下制得的硅纳米线具有设备精度要求低、生产效率高、均一性好等优点，制得的硅纳米线传感器在成本、灵敏度等方面具有显著优势。然而制得的硅纳米线传感器对于同一浓度的目标物溶液，响应存在差异，这一方面是因为不同的硅纳米线传感器在制造过程中片内均一性差，晶圆不同位置的硅纳米线的直径存在差异；另一方面是因为在硅纳米线上修饰基团和探针时，不同的硅纳米线传感器的修饰效果存在差异，具体变现为修饰上去的基团和探针的面密度存在差异。因此，硅纳米线传感器对目标物溶液的响应需要进行标定，使得标定后不同硅纳米线传感器对同一浓度的目标物溶液的测试结果是相同的。
[0003]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
[0004]鉴于以上，有必要提供一种硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，以解决在现有技术中面临的困境和技术难题。
技术实现思路
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，用于解决现有技术中面临的困境和技术难题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，所述硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法包括：
[0007]S11：于硅纳米线传感器表面进行探针修饰，并获取所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量；
[0008]S12：获取已修饰的所述硅纳米线传感器在不同浓度的标准溶液下对目标物的阈值电压响应；
[0009]S13：基于所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量，对所述目标物的阈值电压响应进行归一化处理，并确定目标物响应标准曲线；
[0010]S14：基于所述目标物响应标准曲线，确定所述目标物的阈值电压响应所对应的所述目标物的浓度。可选地，所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量的获取方法包括：
[0011]S21：于所述硅纳米线传感器表面修饰探针连接基团；
[0012]S22：获取所述硅纳米线传感器表面探针修饰前的阈值电压V
th，1
；
[0013]S23：于所述硅纳米线传感器表面修饰所述目标物对应的探针；
[0014]S24：获取所述硅纳米线传感器表面探针修饰后的阈值电压V
th，2
；
[0015]S25：基于所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压，得到所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后阈值电压的变化量ΔV
th，probe
＝V
th，2
‑
V
th，1
；
[0016]S26：通过使用封闭剂对所述硅纳米线传感器表面剩余的所述探针连接基团进行封闭。
[0017]可选地，所述阈值电压的获取方法包括：于预设的源漏电压下，扫描所述硅纳米线传感器的栅压，得到所述硅纳米线传感器的转移特性曲线，基于所述转移特性曲线在预设的电流下所对应的栅压即为所述阈值电压。
[0018]可选地，所述探针连接基团包括羟基、氨基、醛基及羧基中的任意一种或两种及以上的组合。
[0019]可选地，所述封闭剂包括牛血清白蛋白、酪蛋白、乙醇胺及吐温中的任意一种或两种及以上的组合。
[0020]可选地，已修饰的所述硅纳米线传感器在不同浓度的标准溶液下对目标物的阈值电压响应的获取方法包括：
[0021]S31：获取所述硅纳米线传感器在基准溶液下的阈值电压V
th，3
；
[0022]S32：获取所述硅纳米线传感器在从低浓度到高浓度的标准溶液下的阈值电压V
th，4
；
[0023]S33：求出所述硅纳米线传感器在从低浓度到高浓度的标准溶液下的阈值电压响应S(c)＝V
th，4
‑
V
th，3
。
[0024]可选地，所述基准溶液为不含有所述目标物的溶液，所述标准溶液为含有预设比例的所述目标物的溶液。
[0025]可选地，所述归一化处理为：将所述硅纳米线传感器从低浓度到高浓度的标准溶液下的阈值电压响应S(c)除以所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量ΔV
th，probe
，即
[0026]可选地，所述目标物响应标准曲线的确定包括：对所述硅纳米线传感器归一化处理后所述目标物的阈值电压响应S
′
(c)进行拟合，从而得到目标物响应标准曲线f(c)。
[0027]可选地，对所述阈值电压响应S
′
(c)进行拟合的函数包括：y＝ax、y＝ax
b
及
[0028]如上所述，本专利技术的硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，具有以下有益效果：
[0029]本专利技术利用硅纳米线传感器表面探针修饰前、后阈值电压的变化量，对目标物的阈值电压响应进行归一化处理，确定目标物响应标准曲线，来获取目标物的阈值电压响应所对应的目标物的浓度；本专利技术在阈值电压标定前后，测试结果的一致性显著提升，可重复性好，标定过程不需要额外的设备，标定过程和测试过程可使用同一个设备，有效节省了成本，标定过程对硅纳米线传感器是无损的，不影响硅纳米线传感器的后续测试。
附图说明
[0030]图1显示为本专利技术的硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法的流程示意图。
[0031]图2显示为本专利技术的硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量的获取方法的流程示意图。
[0032]图3显示为本专利技术的已修饰的硅纳米线传感器在不同浓度的标准溶液下对目标物的阈值电压响应的获取方法的流程示意图。
[0033]图4显示为本专利技术的标准溶液的阈值电压响应图。
[0034]图5显示为本专利技术的归一化处理后的标准溶液的阈值电压响应图。
[0035]图6显示为本专利技术的目标物响应标准曲线图。
[0036]图7显示为本专利技术的测试数据表。
[0037]元件标号说明
[0038]S11～S14、S21～S26、S31～S33步骤
具体实施方式
[0039]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，其特征在于，所述硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法包括：S11：于硅纳米线传感器表面进行探针修饰，并获取所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量；S12：获取已修饰的所述硅纳米线传感器在不同浓度的标准溶液下对目标物的阈值电压响应；S13：基于所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量，对所述目标物的阈值电压响应进行归一化处理，并确定目标物响应标准曲线；S14：基于所述目标物响应标准曲线，确定所述目标物的阈值电压响应所对应的所述目标物的浓度。2.根据权利要求1所述的硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，其特征在于，所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压变化量的获取方法包括：S21：于所述硅纳米线传感器表面修饰探针连接基团；S22：获取所述硅纳米线传感器表面探针修饰前的阈值电压V
th,1
；S23：于所述硅纳米线传感器表面修饰所述目标物对应的探针；S24：获取所述硅纳米线传感器表面探针修饰后的阈值电压V
th,2
；S25：基于所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后的阈值电压，得到所述硅纳米线传感器表面探针修饰前、后阈值电压的变化量ΔV
th,probe
＝V
th,2
‑
V
th,1
；S26：通过使用封闭剂对所述硅纳米线传感器表面剩余的所述探针连接基团进行封闭。3.根据权利要求2所述的硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，其特征在于，所述阈值电压的获取方法包括：于预设的源漏电压下，扫描所述硅纳米线传感器的栅压，得到所述硅纳米线传感器的转移特性曲线，基于所述转移特性曲线在预设的电流下所对应的栅压即为所述阈值电压。4.根据权利要求2所述的硅纳米线传感器的阈值电压标定及定量测试方法，其特征在于：所述探针连接基团包括羟基、氨基...
【专利技术属性】
技术研发人员：李铁，陈栋钦，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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