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Oct 22, 2023

Graphene FET는 한 번에 칩에서 여러 질병을 테스트합니다.

포괄적인 랩온칩 솔루션을 목표로 하는 Archer Materials는 그래핀 FET(gFET)를 사용하는 새로운 바이오칩을 발표했습니다. 2004년 발견 이후 그래핀의 격자 구조가 밝혀졌습니다.

포괄적인 랩온칩 솔루션을 목표로 하는 Archer Materials는 그래핀 FET(gFET)를 사용하는 새로운 바이오칩을 발표했습니다. 2004년 발견 이후 그래핀의 격자 구조는 수많은 고유한 장점을 입증했으며 그 중 일부는 초고감도 장치를 만들기 위한 트랜지스터 제조에 사용될 수 있습니다.

gFET는 그래핀과 표적 생체 입자 사이의 분자 수준 상호 작용을 통해 환자 건강에 대한 통찰력을 제공할 수 있기 때문에 바이오 센싱 응용 분야에서 특히 인기가 있습니다. Archer는 최근 MPW 운영을 위해 바이오칩 그래핀 센서를 상용 주조소에 제출했습니다. 회사는 이 솔루션이 하나의 칩으로 여러 질병을 테스트할 수 있다고 밝혔다.

gFET와 같은 그래핀 기반 기술은 여전히 ​​상대적으로 새로운 기술이기 때문에 이 기사에서는 gFET 제조에 대한 세부 정보를 자세히 살펴보고 독자들에게 그래핀을 사용하여 단일 칩을 사용하여 여러 질병을 감지하는 방법에 대한 컨텍스트를 제공합니다.

gFET는 MOSFET과 같은 다른 전계 효과 트랜지스터와 매우 유사하지만 전도성 매체로 사용되는 재료가 다릅니다. MOSFET은 실리콘과 같은 재료를 사용하여 드레인에서 소스로 전류를 보내는 반면, gFET는 두께가 수십 마이크로미터에 불과한 그래핀 층을 사용합니다.

그래핀의 얇은 층은 열 및 전기 전도성과 같은 수많은 이점을 제공하고 외부 요인에 대한 장치의 감도를 상당히 향상시킵니다. 따라서 그래핀의 고유한 분자 수준 감도가 병원균을 쉽게 감지할 수 있기 때문에 실험실에서는 종종 gFET를 사용하여 인접한 유체의 특성을 분석합니다.

테스트용 액체 샘플을 수용하기 위해 Archer는 먼저 액체 재료와의 접촉을 견딜 수 있는 "습식" gFET를 개발했습니다. 그런 다음 Archer는 단일 칩에서 여러 질병을 테스트하는 것을 목표로 하는 최신 개발을 통해 이러한 gFET를 확장하여 단일 질병을 테스트했습니다.

그래핀은 기존 실리콘 전자 장치에 비해 많은 이점을 제공하지만 상당한 단점도 있습니다. 이들 중 가장 중요한 것은 gFET가 올바르게 작동하려면 극도로 얇은 그래핀 층이 필요한 복잡한 제조 공정입니다.

일반적인 그래핀 공정은 화학 기상 증착(CVD)을 사용하여 기판에서 그래핀을 "성장"시킨 후 조심스럽게 제거할 수 있습니다. 그런 다음 리소그래피 공정을 통해 gFET의 금속 접점을 증착하여 외부 회로에 연결합니다. 리소그래피는 그래핀 층을 수정하여 원하는 모양을 만드는 데에도 사용할 수 있습니다.

유사한 프로세스를 구현하는 Archer gFET 장치는 단일 장치 다중화를 사용합니다. 여기서 각 gFET 센서를 개별적으로 읽어 동일한 칩에서 여러 질병을 테스트할 수 있습니다. Archer는 궁극적으로 gFET 매개변수에 대한 실시간 조정 기능을 제공하여 gFET 센서를 재사용 가능한 솔루션으로 만들 수 있기를 희망합니다.

Archer는 MPW와 전체 웨이퍼 실행이 모두 2023년 말까지 배송될 것으로 예상합니다. 이 시점에서 회사는 칩을 검증하고 평가하여 Archer가 실제 환경에서 칩이 어떻게 작동할지 더 잘 이해할 수 있도록 할 수 있습니다.

gFET는 바이오 센싱 애플리케이션에서 많이 사용되지만, 그래핀 트랜지스터의 이점은 RFIC 설계 또는 고속 스위칭으로 확장될 수 있습니다. 그러나 궁극적으로 gFET의 범위는 제조업체가 그래핀 장치를 실리콘과 안정적으로 통합할 수 있는지 여부에 따라 달라집니다.

이러한 불확실성에도 불구하고 그래핀 FET는 명확한 이점을 제공하며 Archer의 최신 셔틀 실행 이후 더 많은 것이 밝혀질 것으로 예상됩니다.