ทรานซิสเตอร์ Graphene Field Effect สำหรับเซ็นเซอร์ทางชีวภาพและเคมี

Victoria Tsai, Bruce Willner

Graphene Frontiers, Philadelphia, PA 19104, USA

[email protected]

บทนำ

การตรวจจับและการวัดปริมาณของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวินิจฉัยทางการแพทย์การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและการวิจัยทางชีวภาพ ฟิลด์นี้ได้รับการครอบงำโดยเทคนิคการอ่านค่าแบบออปติกโดยใช้เครื่องหมายเรืองแสงหรือที่ต้องการอุปกรณ์สเปกโตรสโคปขั้นสูง ในขณะที่สาขาอื่นๆได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีใหม่ที่ใช้ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีวงจรรวมเซมิคอนดักเตอร์แต่เซนเซอร์ทางเคมีและชีวภาพยังคงต้องพึ่งพาการวิเคราะห์ทางชีวเคมีเนื่องจากความท้าทายในการบรรลุความไวและการเลือกด้วยเซนเซอร์ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ เซนเซอร์อ่านค่าที่ใช้ทรานซิสเตอร์แบบซิลิคอนได้รับการพัฒนาขึ้นแต่อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับความเสียหายจากความไวและการเลือกที่ไม่ดีเนื่องจากข้อบกพร่องพื้นฐานของโครงสร้างซิลิกอน

เมื่อเร็วๆนี้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่ได้เอาชนะข้อจำกัดของเซ็นเซอร์ซิลิคอนในปัจจุบันผ่านการพัฒนาวัสดุขนาดต่ำนาโนไอเรสท่อนาโนและฟิล์ม 2 มิติ (2D) ในขณะที่เซนเซอร์ที่ใช้โครงสร้างแบบ 1 มิติ (CNTS) โดยเฉพาะท่อนาโนคาร์บอน (CNTS) ได้แสดงให้เห็นถึงความไวที่ยอดเยี่ยมและอย่างน้อยก็สัญญาของการเลือกการผลิตอุปกรณ์จากโครงสร้าง 1 มิติได้พิสูจน์แล้วว่ายาก กราฟีนมีโอกาสด้านประสิทธิภาพเช่นเดียวกับโครงสร้าง 1 มิติพร้อมกับข้อดีของการทำงานกับฟิล์มระนาบ

กราฟีน

กราฟีนวัสดุคริสตัลอะตอม 2 มิติตัวแรกเป็นตัวเดียวของคาร์บอนที่จัดเรียงในตาข่ายหกเหลี่ยม Andre Geim และ Konstantin Novoselov ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2010 สำหรับการทดลองที่ก้าวล้ำของพวกเขาเกี่ยวกับกราฟีน กราฟีนมีคุณสมบัติพิเศษของวัสดุที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเซนเซอร์รวมถึงการนำไฟฟ้า^{1 – 3}          1 ความรู้สึกที่เหมาะสำหรับกราฟีนประมาณ 200,000^{1 ซม. 40 V – 1 วินาที– 1.4 ความรู้สึกของ 10 – 1 ซม. 2 V – 000 วินาที - 1 ได้รับรายงานสำหรับ graphene exfoliated บน SiO 2 - ครอบคลุมซิลิกอนเวเฟอร์ 5 15,000 และขีดจำกัดบนระหว่าง 2 – 6 ซม. 2 V – 000 วินาที– 70,0006,7} แกรฟีนมีเสถียรภาพมากมันประกอบด้วยพันธะสั้นมากแข็งแรงและมีความผูกพันทั้งหมดในระนาบของฟิล์ม การนำไฟฟ้าความเสถียรความสม่ำเสมอองค์ประกอบและลักษณะ 2 มิติของกราฟีนทำให้เป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับเซ็นเซอร์เอาชนะความล้มเหลวของเซ็นเซอร์เคมีซิลิกอนและชีวภาพ

GFET

ทรานซิสเตอร์สนามกราฟีน (GFET) ประกอบด้วยช่องกราฟีนระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่มีหน้าสัมผัสประตูเพื่อปรับการตอบสนองทางอิเล็กทรอนิกส์ของช่อง (รูปที่ 1) กราฟีนสัมผัสเพื่อเปิดใช้งานการทำงานของพื้นผิวช่องและการเชื่อมโยงของโมเลกุลตัวรับกับพื้นผิวช่อง พื้นผิวของช่อง GFET จะทำงานโดยการจับโมเลกุลตัวรับสำหรับเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจงของความสนใจ

รูปที่ 1 ทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์แกรฟีน (GFET) a) ชิปที่มี 30 GFET b) โครงสร้างของ GFET

เมื่อโมเลกุลเป้าหมายเชื่อมโยงกับตัวรับบนพื้นผิวกราฟีนการกระจายประจุอิเล็กทรอนิกส์จะสร้างการเปลี่ยนแปลงในสนามไฟฟ้าทั่วทั้งพื้นที่ช่อง FET ซึ่งจะเปลี่ยนการนำไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ในช่องและการตอบสนองของอุปกรณ์โดยรวม (รูปที่ 2,3) อุปกรณ์ที่คล้ายกันได้รับการประดิษฐ์ด้วยซิลิกอน FETs เป็นเวลาหลายปีแต่ได้รับความไวที่จำกัดและการเลือกที่ไม่ดี กราฟีนโดยทั่วไปไม่ตอบสนองหรือผูกกับวัสดุส่วนใหญ่ ; อย่างไรก็ตามการประกอบด้วยคาร์บอนมีสารเคมีหลายอย่างที่เปิดใช้งานการทำงานผ่านการก่อตัวของเว็บไซต์ที่มีผลผูกพันบนพื้นผิวที่กล่าวถึงต่อไปในส่วนนี้

รูปที่ 2 สถานีโพรบสำหรับบันทึกการวัดไฟฟ้า GFET

รูปที่ 3 การตอบสนองของอุปกรณ์ GFET เป็นหน้าที่ของแรงดันไฟฟ้าประตู

เซนเซอร์ GFET ที่ใช้วัสดุช่อง 2 มิติมีข้อดีหลายประการเหนืออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จำนวนมาก (รวมถึงซิลิคอน) สำหรับเซมิคอนดักเตอร์ทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่การเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าในพื้นที่ที่พื้นผิวช่องจะมีผลกระทบน้อยลงในช่องอุปกรณ์ซึ่งจะจำกัดความไวในการตอบสนอง ด้วย GFET ช่องกราฟีนมีความหนาเพียงหนึ่งอะตอมซึ่งหมายความว่าทั้งช่องมีประสิทธิภาพบนพื้นผิวและสัมผัสกับสภาพแวดล้อมโดยตรง โมเลกุลใดๆที่ติดอยู่กับพื้นผิวของช่องจะส่งผลกระทบต่อการถ่ายโอนทางอิเล็กทรอนิกส์ผ่านความลึกทั้งหมดของอุปกรณ์ ซิลิกอนหรือเซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีความบางเพียงเล็กน้อยอาจไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากความหนาดังกล่าวความบกพร่องของพื้นผิวมีผลต่อคุณลักษณะของวัสดุ วัสดุสองมิติเช่นแกรฟีนไม่มีพันธะที่ห้อยอยู่บนพื้นผิวเพื่อสร้างข้อบกพร่อง ด้วยเหตุนี้กราฟีนจึงเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูงและไวต่อผลกระทบของพื้นผิว ยิ่งไปกว่านั้นเนื่องจากวัสดุไม่มีการพันกันจึงไม่มีการผูกมัดที่ไม่เฉพาะเจาะจงและทำให้เกิดการบวกที่ผิดพลาดซึ่งเป็นปัญหากับเซนเซอร์ที่ใช้ FET อื่นๆ ด้วยการทำงานที่ถูกต้อง GFETs จึงสามารถตรวจจับ Analyte ที่กำหนดเป้าหมายโดยตรงและไม่มีฉลากได้ด้วยการควบคุมและอ่านค่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด

เซนเซอร์ FET ที่ใช้กราฟีนมีข้อดีในการผลิตที่แตกต่างกันมากกว่าอุปกรณ์ที่ผลิตด้วยวัสดุ 1 มิติเช่นท่อนาโนคาร์บอน (CNTS) และนาโนเวย์ เช่นเดียวกับกราฟีน CNTS ผนังเดี่ยวยังเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง (มีเสียงที่ถูกต้อง) และพื้นผิวทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพ กราฟีนสามารถผลิตได้ในฟิล์มสม่ำเสมอโดยมีลักษณะวัสดุสม่ำเสมอ ในปัจจุบันวัสดุ 1 มิติไม่สามารถประดิษฐ์ได้โดยมีความสม่ำเสมอเท่ากัน นอกจากนี้ยังไม่สามารถผลิตอาร์เรย์ของอุปกรณ์ตอบสนองที่มีอัตราผลตอบแทนสูงและสม่ำเสมอโดยใช้นาโนเวย์หรือนาโนหลอดแบบสุ่มได้เนื่องจากจำนวนและทิศทางของวัตถุ 1 มิติจะแตกต่างกันไปในการกระจาย ความไม่สม่ำเสมอของตำแหน่งนี้มักจะซ้ำเติมด้วยความไม่สม่ำเสมอของขนาดระหว่างวัตถุ 1 มิติสร้างความแตกต่างกันมากของลักษณะการตอบสนองระหว่างอุปกรณ์ วัสดุ 2 มิติจะให้เส้นทางเพื่อให้ได้ความสอดคล้องกันระหว่างอุปกรณ์กับอุปกรณ์ นอกจากนี้ฟิล์มกราฟีนที่มีขนาดเท่ากันสามารถเกิดขึ้นได้โดยการสะสมไอสารเคมีและฟิล์มเหล่านี้สามารถใช้ได้กับเทคนิคการผลิตโฟโตลิโทกราฟีที่พัฒนาขึ้นสำหรับกระบวนการผลิตวงจรแบบบูรณาการที่พัฒนาโดยอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

การผลิต GFET

GFETs ถูกประดิษฐ์ขึ้นบนเวเฟอร์ซิลิกอนเพื่อใช้ประโยชน์จากการสร้างลวดลายที่มีความน่าเชื่อถือสูงต้นทุนต่ำและมีความน่าเชื่อถือสูงการสะสมและกระบวนการบูรณาการของอุตสาหกรรมวงจรรวม สำหรับอุปกรณ์เหล่านี้ฟิล์มกราฟีนเกิดขึ้นจากการสะสมไอสารเคมีแรงดันบรรยากาศ⁸ พื้นผิวการสะสมของฟอยล์ทองแดงถูกโหลดลงในเตาเผาและให้ความร้อนถึง 1,000°C ในสภาพแวดล้อมการลดอาร์กอน/ไฮโดรเจนเพื่อกำจัดออกไซด์พื้นเมืองบนพื้นผิวของทองแดง มีการเติมก๊าซมีเทนเข้าไปในการไหลของก๊าซเล็กน้อย การก่อตัวของกราฟีนเริ่มต้นด้วยสถานที่นิวเคลียสไม่กี่ตามด้วยการเจริญเติบโตด้านข้างของผลึกกราฟีนชั้นอะตอมเดียวจนกว่าโดเมนจะตรงกันอย่างสมบูรณ์เคลือบพื้นผิวทองแดง มีเทนจะแตกตัวที่พื้นผิวทองแดงและอะตอมคาร์บอนที่ดูดซับจะเคลื่อนที่ไปบนพื้นผิวจนกว่าจะพบกันและเพิ่มเข้าไปในผลึกกราฟีน กราฟีนชั้นอะตอมเดี่ยวแบบต่อเนื่อง (SLG) เกิดขึ้นหลังจากระยะเวลาการเติบโตสั้นๆ 5 ถึง 30 นาทีขึ้นอยู่กับอัตราส่วนการไหลของก๊าซเป็นหลัก

อิเล็กโทรดโลหะถูกฝังลงบนเวเฟอร์ซิลิกอนโดยการระเหยความร้อนและลวดลายทางกายภาพ ไทเทเนียมบางหรือชั้นโครเมียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการยึดเกาะกับ SiO 2 พื้นผิว ทองหรือแพลเลเดียมให้การติดต่ออิเล็กทรอนิกส์กับกราฟีน ฟิล์มกราฟีนถูกถ่ายโอนจากซับสเตรตการสะสมทองแดงและวางทับบนเวเฟอร์หลังจากการก่อตัวของอิเล็กโทรด ในการถ่ายโอนโพลี (เมธิลเมทาคริเลต) (PMA, Prod Nos 182230 445746และ 182265) ถูกเคลือบด้วยสี spincoated บนพื้นผิวกราฟีนของพื้นผิวทองแดง ทองแดงถูกแยกออกจาก PMMA/กราฟีนโดยการแยกทางกลด้วยกระแสไฟฟ้า ฟิล์มกราฟีนถูกวางไว้บนพื้นผิวเวเฟอร์ถูกอบเพื่อส่งเสริมการยึดเกาะของกราฟีนกับเวเฟอร์และอิเล็กโทรดและ PMMA ถูกลบออกด้วยอะซิโตน ใช้การถ่ายภาพโฟโตลิโธกราฟีนเพิ่มเติมเพื่อจัดรูปแบบแกรฟีนให้อยู่ในช่อง FET ระหว่างขั้วไฟฟ้าและพลาสมาออกซิเจนมีประสิทธิภาพในการลบกราฟีนที่ไม่มีการป้องกัน การลดการปนเปื้อนของโลหะในฟิล์มกราฟีนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรวมเข้ากับโรงงานผลิต IC การหลีกเลี่ยงกระบวนการที่กัดซับสเตรตทองแดงออกไปเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้

GFET Functionalization

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการพัฒนาขั้นตอนการทำงานทางเคมีที่มีการควบคุมอย่างดีซึ่งเข้ากันได้กับ GFETs กราฟีน FETs ได้รับการทำงานกับโปรตีนสารประกอบทางเคมีและโมเลกุลดีเอ็นเอที่จะทำให้เซ็นเซอร์สำหรับการใช้งานต่างๆ

สำหรับกรณีของการทำงานของโปรตีนที่ไม่เฉพาะเจาะจงโปรตีนที่มีผลผูกพันไม่เป็นที่พึงปรารถนาตามปกติหมายถึงการสูญเสียการควบคุมโครงสร้างการทำงานของโปรตีน^{9 เอ} . ที กลุ่มของ Charlie Johnson ที่ University of Pennsylvania ได้แสดงให้เห็นถึงสารเคมีที่เกี่ยวข้องหลายอย่างที่เหมาะสมสำหรับใช้กับอุปกรณ์กราฟีน เหล่านี้สามารถขึ้นอยู่กับสารประกอบ diazonium ที่สร้างพันธะโควาเลนต์กับพื้นผิวกราฟีน¹ 0 หรือสารประกอบไพรีน π bifunctional ที่โต้ตอบกับกราฟีนผ่านการโต้ตอบซ้อน π μ m^10,11 การเชื่อมโยงกับโปรตีนสามารถทำได้ผ่านพันธะอะไมด์ที่ได้รับอนุญาตในกลุ่มเอมีนที่เหมาะสมบนโปรตีนภายนอก¹ 1 หรือผ่านการเชื่อมโยงกรด Ni-nitrilotriacetic กับแท็ก histidine บนโปรตีน recombinant¹² ในแต่ละกรณีการควบคุมพารามิเตอร์ของสารเคมีที่แนบมา (เช่นความเข้มข้นอุณหภูมิเวลา) ทำให้สามารถทำงานได้ในขณะที่รักษาคุณสมบัติที่มีคุณภาพสูงของอุปกรณ์กราฟีนที่มีส่วนช่วยในการมีความไวสูง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งความคล่องตัวของผู้ให้บริการสูงและลักษณะเสียงที่ดี)

การประยุกต์ใช้งานในไบโอเซนเซอร์และเซนเซอร์เคมี

คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์และความร้อนที่โดดเด่นของกราฟีนและอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรสูงทำให้เหมาะอย่างยิ่งในการใช้งานเช่นไบโอ เซนเซอร์เซ็นเซอร์ 13,1 4 แก๊ส ทรานซิสเตอร์ประสิทธิภาพสูง 15,1 6 และ อุปกรณ์ที่ใช้ Graphene 17 – 19 สามารถใช้เซนเซอร์ความไวสูงได้อย่างรวดเร็วสำหรับการวินิจฉัยจุดดูแลสุขภาพและการตรวจจับสารเคมีและมีศักยภาพในการแทนที่วิธีการอื่นๆที่มีต้นทุนสูงความไวต่ำและใช้แรงงานมาก

เอ. ที กลุ่มของ Charlie Johnson ได้แสดงให้เห็นถึงเซนเซอร์ GFET สำหรับการตรวจจับโมเลกุลขนาดเล็กที่ความเข้มข้นของ pg/mL¹⁴ GFETs μ หน้าที่ด้วยตัวแปรที่ละลายน้ำได้ของตัวรับ -opioid ของมนุษย์ (G ตัวรับโปรตีนคู่) โดยใช้ carboxymbenzenediazonium tetrafluoroborate 4 ซึ่งผลิตไซต์กรดคาร์บอกซิลิกบนกราฟีนซึ่งได้รับการเปิดใช้งานและมีความเสถียรต่อไปด้วย 1 เอทิล 3 - [ 3 dimethylaminopropyl] diimide hydrochloride (Prodหมายเลข 0344 9 และ ผลิตภัณฑ์ ไม่ E7750)/sulfo-N-hydroxysuccinimide (EDC/snhs)²⁰ การวัดกระแสไฟฟ้าจากแหล่งที่มาเป็นหน้าที่ของแรงดันไฟฟ้าประตูหลังตามขั้นตอนการทำงานแต่ละขั้นตอนแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นซ้ำได้ในการนำไฟฟ้า การตรวจจับเป้าหมายตัวรับ μ -opioid naltrexone (ตัวรับ opioid antagonist, Prod ฉบับที่ 1453504) ได้รับการรายงานที่ระดับความเข้มข้นต่ำสุดที่ 10 pg/mL โดยมีความจำเพาะสูง 14 การศึกษาที่ใช้ชิ้นส่วนตัวแปรโซ่เดียว (scFv) แทนที่จะเป็นแอนติบอดีเต็มรูปแบบเป็นโมเลกุลตัวรับบนเซ็นเซอร์ FET ที่ใช้คาร์บอนอื่นๆได้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุง 1,000 × ในขีดจำกัดการตรวจจับ² 1 องศาเอฟวีเป็นโปรตีนฟิวชั่นทางวิศวกรรมที่มีภูมิภาคตัวแปรของแอนติบอดีซึ่งมีความเฉพาะเจาะจงกับแอนติเจนและรักษาความจำเพาะของแอนติบอดีเดิมแม้จะมีการกำจัดของภูมิภาคคงที่ซึ่งเป็นส่วนใหญ่ของแอนติบอดี ความไวที่ดีขึ้นของเซ็นเซอร์ FET ทำงานร่วมกับ scFvs สามารถนำมาประกอบกับความใกล้ชิดของเป้าหมายตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ถูกผูกไว้กับช่อง GFET จึงนำไปสู่การปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตที่แข็งแกร่งและสัญญาณไฟฟ้าขนาดใหญ่²¹

การตรวจจับไอสารเคมีหรือการตรวจจับไอระเหย“noselike”เป็นอีกหนึ่งการประยุกต์ใช้ที่ใช้ GFETs ในการทำเช่นนี้ GFETs ได้ทำงานร่วมกับดีเอ็นเอ singlestranded เพื่อตรวจจับไอระเหยสารเคมีต่างๆ เซนเซอร์เคมีที่ใช้ GFET แสดงเวลาตอบสนองที่รวดเร็วการฟื้นตัวอย่างรวดเร็วไปยังเบสไลน์ที่อุณหภูมิห้องและการเลือกปฏิบัติระหว่างสารวิเคราะห์ไอที่คล้ายกันหลายชนิดเช่น dimethyl methylphosphonate (DMMP, Prod ไม่ D169102)และกรดโพรพิโอนิก (Prod หมายเลข 402907)¹⁶

ข้อสรุปและอนาคต Outlook

คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่โดดเด่นของกราฟีนยังคงรักษาสัญญาสูงในการใช้งานการตรวจจับ เซนเซอร์ที่ใช้ GFET สำหรับการประยุกต์ใช้งานทางชีวภาพและทางเคมีจะช่วยให้อ่านค่าได้อย่างรวดเร็วไวต่อความรู้สึกเฉพาะค่าใช้จ่ายต่ำและอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด นอกจากนี้เซนเซอร์ GFET ยังสามารถนำมาคูณกันได้จึงทำให้สามารถทดสอบชิ้นงานหลายชิ้นได้อย่างรวดเร็ว (นับหมื่นถึงหลายพันชิ้น) ด้วยความไวสูงบนชิปขนาดเล็กเพียงตัวเดียว เทคโนโลยีเซนเซอร์ GFET มีศักยภาพที่จะขัดขวางตลาดการดูแลสุขภาพการค้นพบยาและการตรวจจับสารเคมี

ข้อมูลอ้างอิง

1. Novoselov KS, Fal?ko VI, Colombo L, Gellert PR, Schwab MG, Kim K. 2012. A roadmap for graphene. Nature. 490(7419):192-200. https://doi.org/10.1038/nature11458

2. Geim AK, Novoselov KS. 2007. The rise of graphene. Nature Mater. 6(3):183-191. https://doi.org/10.1038/nmat1849

3. Geim AK. 2009. Graphene: Status and Prospects. Science. 324(5934):1530-1534. https://doi.org/10.1126/science.1158877

4. Bolotin K, Sikes K, Jiang Z, Klima M, Fudenberg G, Hone J, Kim P, Stormer H. 2008. Ultrahigh electron mobility in suspended graphene. Solid State Communications. 146(9-10):351-355. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.02.024

5. Novoselov KS. 2004. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Science. 306(5696):666-669. https://doi.org/10.1126/science.1102896

6. Chen J, Jang C, Xiao S, Ishigami M, Fuhrer MS. 2008. Intrinsic and extrinsic performance limits of graphene devices on SiO2. Nature Nanotech. 3(4):206-209. https://doi.org/10.1038/nnano.2008.58

7. Chen F, Xia J, Ferry DK, Tao N. 2009. Dielectric Screening Enhanced Performance in Graphene FET. Nano Lett.. 9(7):2571-2574. https://doi.org/10.1021/nl900725u

8. Luo Z, Lu Y, Singer DW, Berck ME, Somers LA, Goldsmith BR, Johnson ATC. 2011. Effect of Substrate Roughness and Feedstock Concentration on Growth of Wafer-Scale Graphene at Atmospheric Pressure. Chem. Mater.. 23(6):1441-1447. https://doi.org/10.1021/cm1028854

9. Alava T, Mann JA, Théodore C, Benitez JJ, Dichtel WR, Parpia JM, Craighead HG. 2013. Control of the Graphene?Protein Interface Is Required To Preserve Adsorbed Protein Function. Anal. Chem.. 85(5):2754-2759. https://doi.org/10.1021/ac303268z

10. Lu Y, Lerner MB, John Qi Z, Mitala JJ, Hsien Lim J, Discher BM, Charlie Johnson AT. 2012. Graphene-protein bioelectronic devices with wavelength-dependent photoresponse. Appl. Phys. Lett.. 100(3):033110. https://doi.org/10.1063/1.3678024

11. Lerner MB, Resczenski JM, Amin A, Johnson RR, Goldsmith JI, Johnson ATC. 2012. Toward Quantifying the Electrostatic Transduction Mechanism in Carbon Nanotube Molecular Sensors. J. Am. Chem. Soc.. 134(35):14318-14321. https://doi.org/10.1021/ja306363v

12. Goldsmith BR, Mitala JJ, Josue J, Castro A, Lerner MB, Bayburt TH, Khamis SM, Jones RA, Brand JG, Sligar SG, et al. 2011. Biomimetic Chemical Sensors Using Nanoelectronic Readout of Olfactory Receptor Proteins. ACS Nano. 5(7):5408-5416. https://doi.org/10.1021/nn200489j

13. Wang Y, Shao Y, Matson DW, Li J, Lin Y. 2010. Nitrogen-Doped Graphene and Its Application in Electrochemical Biosensing. ACS Nano. 4(4):1790-1798. https://doi.org/10.1021/nn100315s

14. Lerner MB, Matsunaga F, Han GH, Hong SJ, Xi J, Crook A, Perez-Aguilar JM, Park YW, Saven JG, Liu R, et al. 2014. Scalable Production of Highly Sensitive Nanosensors Based on Graphene Functionalized with a Designed G Protein-Coupled Receptor. Nano Lett.. 14(5):2709-2714. https://doi.org/10.1021/nl5006349

15. Schedin F, Geim AK, Morozov SV, Hill EW, Blake P, Katsnelson MI, Novoselov KS. 2007. Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene. Nature Mater. 6(9):652-655. https://doi.org/10.1038/nmat1967

16. Lu Y, Goldsmith BR, Kybert NJ, Johnson ATC. 2010. DNA-decorated graphene chemical sensors. Appl. Phys. Lett.. 97(8):083107. https://doi.org/10.1063/1.3483128

17. Wu Y, Lin Y, Bol AA, Jenkins KA, Xia F, Farmer DB, Zhu Y, Avouris P. 2011. High-frequency, scaled graphene transistors on diamond-like carbon. Nature. 472(7341):74-78. https://doi.org/10.1038/nature09979

18. Liao L, Lin Y, Bao M, Cheng R, Bai J, Liu Y, Qu Y, Wang KL, Huang Y, Duan X. 2010. High-speed graphene transistors with a self-aligned nanowire gate. Nature. 467(7313):305-308. https://doi.org/10.1038/nature09405

19. Lin Y, Dimitrakopoulos C, Jenkins KA, Farmer DB, Chiu H, Grill A, Avouris P. 2010. 100-GHz Transistors from Wafer-Scale Epitaxial Graphene. Science. 327(5966):662-662. https://doi.org/10.1126/science.1184289

20. Lerner MB, Dailey J, Goldsmith BR, Brisson D, Charlie Johnson A. 2013. Detecting Lyme disease using antibody-functionalized single-walled carbon nanotube transistors. Biosensors and Bioelectronics. 45163-167. https://doi.org/10.1016/j.bios.2013.01.035

21. Lerner MB, D?Souza J, Pazina T, Dailey J, Goldsmith BR, Robinson MK, Johnson ATC. 2012. Hybrids of a Genetically Engineered Antibody and a Carbon Nanotube Transistor for Detection of Prostate Cancer Biomarkers. ACS Nano. 6(6):5143-5149. https://doi.org/10.1021/nn300819s