基于二維材料的DNA檢測器件制造及應用研究.pdf

1、納米孔DNA檢測技術作為第三代基因測序技術的引領者，具有免標記、免擴增、大通量等優(yōu)點，是最有希望實現(xiàn)低成本快速測序的方法。納米孔DNA檢測技術中應用的納米孔材料包括固態(tài)納米孔和生物納米孔，隨著半導體加工技術越來越成熟，固態(tài)納米孔正逐漸在納米孔DNA檢測技術中嶄露頭角。當二維材料被發(fā)現(xiàn)并成功實現(xiàn)實驗室制備之后，如何將二維材料的優(yōu)秀性能與納米孔DNA檢測有機結合起來已經(jīng)成為該領域中的研究熱點。本文采用實驗的辦法，選取二維材料中的石墨烯和Mo

2、S2（二硫化鉬）作為納米孔材料，制備了納米孔器件，并進行了DNA檢測研究。
　　針對石墨烯材料，本文分析對比了氧化還原、碳化硅熱解外延、機械剝離以及化學氣相沉積等制備方法，最后選擇以化學氣相沉積法來制備用于納米孔DNA檢測的石墨烯，在以銅箔為襯底、甲烷為碳源的實驗條件下成功制得了高質量大面積的單層石墨烯并成功轉移至用于DNA檢測的Si3N4/Si基底上?；谵D移好的石墨烯，本文利用聚焦離子束系統(tǒng)制備出了納米孔器件進行了DNA檢測實

3、驗。實驗結果表明:采用等離子處理石墨烯納米孔能夠顯著改善納米孔的親水性、增大納米孔的有效直徑和減少DNA檢測實驗的噪音;利用石墨烯納米孔能夠實現(xiàn)單鏈DNA的檢測以及單鏈DNA與雙鏈DNA的區(qū)分。
　　針對MoS2材料，本文就目前只能通過機械剝離方法來制備高質量MoS2二維材料的情況，開發(fā)了一種能應用于絕大多數(shù)機械剝離二維材料的高精度可控轉移方法，在不對二維材料本身以及目標基底造成破壞的情況下，成功實現(xiàn)了機械剝離MoS2向Si3N4