Transistores de efeito de campo baseados em grafeno crescido por CVD como uma plataforma para biossensores

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Thiago Alonso Stephan Lacerda de Sousa
Orientador(a): Flavio Orlando Plentz Filho
Banca de defesa: Elmo Salomão Alves, Simone Silva Alexandre
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Física
Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9N5J6C
Resumo: O grafeno pode ser aplicado desde a detecção de gases a biomoléculas complexas como o DNA. Embora os sensores de grafeno sejam altamente sensíveis, isso não implica que eles também sejam seletivos. O problema da seletividade pode ser solucionado modificando a superfície do material através de funcionalização. Este trabalho visa à fabricação de dispositivos que possam ser produzidos em larga escala usando grafeno crescido por CVD adquirido comercialmente. Desenvolvemos a transferência de filmes de grafeno para substratos de Si/SiO2, fabricamos dispositivos tipo transistor de efeito de campo (FET) por fotolitografia com escrita direta a laser e realizamos a caracterização por espectroscopia Raman e por medidas de transporte elétrico. Foi realizada uma extensa caracterização das propriedades de transporte elétrico dos dispositivos sem funcionalização e funcionalizados com moléculas de Tionina ou PBSE. Os resultados indicam que os dois compostos são ligados à superfície do grafeno e que a funcionalização com Tionina, além de promover uma significativa dopagem tipo-n no material, também gera uma diminuição da mobilidade dos portadores de carga no dispositivo. A funcionalização com o PBSE não produz o mesmo efeito de dopagem. Tanto a Tionina quanto o PBSE são capazes de modificar a superfície do grafeno de modo a proporcionar a imobilização de biomoléculas como os aptâmeros, que são anticorpos artificiais com alta afinidade e especificidade pela proteína alvo. Os experimentos indicaram a ocorrência de uma alta sensibilidade à detecção da proteína Taq DNA polimerase ligada ao seu aptâmero específico. Concluímos que a estratégia de funcionalizar a superfície do grafeno para ancorar anticorpos específicos tem o potencial de levar a uma plataforma sensora ao mesmo tempo de alta sensibilidade, grande especificidade e seletividade.
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