Silizium Nanoribbon Feld-Effekt Transistoren zur Kopplung an elektroaktive Zellen:
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| Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Jülich
Forschungszentrum Jülich, Zentralbibliothek, Verl.
2014
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Reihe Schlüsseltechnologien ; 72 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG I
INHALTSVERZEICHNIS V
ABBILDUNGSVERZEICHNIS IX
TABELLENVERZEICHNIS XI
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS XII
1 EINLEITUNG 1
1.1 ENTWICKLUNG DER HALBLEITERTECHNIK 2
1.2 ENTWICKLUNG DER METHODEN IN DER ELEKTROPHYSIOLOGIE 3
1.3 ENTWICKLUNG MIKRO-UND NANOSTRUKTURIERTER BIOSENSOREN 4
1.4 EINORDNUNG DES THEMAS DIESER DOKTORARBEIT 5
2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 7
2.1 DER METALL OXID FELD-EFFEKT TRANSISTOR (MOSFET) 7
2.2 WECHSELWIRKUNGEN EINES FESTKOERPERS MIT EINER ELEKTROLYTLOESUNG 16
2.2.1 DIE GOUY-CHAPMAN-STERN-GRAHAM DOPPELSCHICHT 16
2.2.2 DAS SIDE-BINDING MODELL 21
2.3 DER IONENSENSITIVE FELD-EFFEKT TRANSISTOR (ISFET) ALS BIOSENSOR 25
2.4 ELEKTROPHYSIOLOGIE ELEKTRISCH AKTIVER ZELLEN 29
2.4.1 DIE ZELLMEMBRAN 29
2.4.2 IONENTRANSPORT DURCH DIE ZELLMEMBRAN 31
2.4.3 DIE ELEKTRO-CHEMISCHE SIGNALAUSBREITUNG 34
2.4.4 DIE SIGNALAUSBREITUNG IN ZELLNETZWERKEN 35
2.4.5 DAS ELEKTRISCHE ERSATZSCHALTBILD DER ZELLMEMBRAN 39
3 MATERIAL UND METHODEN 41
3.1 DER HERSTELLUNGSPROZESS DER NRFETS 41
3.1.1 THERMISCHE OXIDATION 42
3.1.2 ELLIPSOMETRIE 44
3.1.3 OPTISCHE LITHOGRAPHIE (PHOTOLITHOGRAPHIE) 45
3.1.4 AETZTECHNIKEN 48
3.1.5 VERKAPSELN DER CHIPS 50
III
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IV INHALTSVERZEICHNIS
3.2 ELEKTRISCHE MESSUNGEN 52
3.2.1 DAS VERSTAERKERSYSTEM BIOMAS 52
3.2.2 ELEKTRISCHE CHARAKTERISIERUNG DER SINRFETS 53
3.2.3 CHARAKTERISIERUNG DES RAUSCHENS 54
3.3 NRFETS ALS BIOSENSOREN 55
3.3.1 DETEKTION VON PH-WERTEN 55
3.3.2 ELEKTROPHYSIOLOGISCHE MESSUNGEN 56
3.4 SOFTWARE ZUR DATENAUSWERTUNG 58
4 ERGEBNISSE 59
4.1 DESIGN UND FABRIKATION DER SINRFETS 59
4.1.1 DER PROZESSABLAUF 59
4.1.2 CHIPDESIGN 63
4.1.3 CHIPFABRIKATION 66
4.2 ELEKTRISCHE CHARAKTERISIERUNG DER NRFETS 82
4.2.1 DIE NRFETS DES ERSTEN DURCHLAUFS 82
4.2.2 DIE CHARAKTERISIERUNG DER AL/SI KONTAKTE 83
4.2.3 DIE NRFETS DER PROZESSDURCHLAEUFE D2-D4 - STEUERUNG UEBER DAS
FRONTGATE 88
4.2.4 DIE NRFETS DER PROZESSDURCHLAEUFE D2-D4 - STEUERUNG UEBER DAS
BACKGATE 106
4.3 CHARAKTERISIERUNG DES RAUSCHENS 110
4.4 SOFTWAREFILTER ZUR UNTERDRUECKUNG DES RAUSCHENS 115
4.4.1 TIEFPASSFILTER 116
4.4.2 HOCHPASSFILTER 118
4.4.3 BANDPASSFILTER 120
4.4.4 MINIMAL DETEKTIERBARE SIGNALE 121
4.5 NRFETS ALS BIOSENSOREN 123
4.5.1 DETEKTION VON PH-WERTEN 123
4.5.2 AKTIONSPOTENTIALE VON HERZMUSKELZELLEN 124
4.5.3 DOPAMINAUSSCHUETTUNG VON PC-12 ZELLEN 130
4.5.4 AKTIONSPOTENTIALE VON RATTENNEURONEN 132
5 DISKUSSION 135
5.1 DISKUSSION DES HERSTELLUNGSPROZESSES DER NRFETS 135
5.2 DISKUSSION DER ELEKTRISCHEN CHARAKTERISIERUNG DER NRFETS 138
5.3 DISKUSSION DER CHARAKTERISIERUNG DES RAUSCHENS DER NRFETS 141
5.4 DISKUSSION DER NRFETS ALS BIOSENSOREN 141
6 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND AUSBLICK 145
ANHANG 149
1 VERWENDETE GERAETE UND MATERIALIEN 150
2 ZELLKULTUR DER HL-1 ZELLEN 152
3 ZELLKULTUR VON NEURONEN 153
4 REZEPTE DER PH LOESUNGEN 154
LITERATURVERZEICHNIS 157
DANKSAGUNG 177
LEBENSLAUF 179
EIGENSTAENDIGKEITSERKLAERUNG 181
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