三美電機將碳納米管FET應用于生物傳感器
日期：2025-06-04 10:21
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摘要：
三美電機在該公司的綜合技術展“2008年三美電機展（MITSUMI
SHOW 2008）”（08年2月21～22日）上，展示了采用碳納米管FET（CNT-FET）的
生物傳感器。該產品為與北海道大學共同研究開發。除了與現行的酶聯**法（ELISA：enzyme-linked immunosorbent assay）相比能以高出3～4位數的靈敏度檢測出病毒外，還可用作“當場檢測”的便攜檢測工具。“設想用于禽流感和瘋牛病（BSE）等家畜感染癥的檢測”（該公司解說員）。目標是3～4年以內投產。
該公司展示的CNT-FET是將在硅底板上通過CVD法形成的直徑1nm單層碳納米管作為通道使用。在柵電極上預先附著特定的病毒抗體，病毒抗原接觸柵電極時與抗體結合。通過CNT-FET的閾值電壓變化把此時的柵電位變化檢測出來。病毒抗原與抗體結合時的閾值電壓的變化量高達數伏，靈敏度非常高。
雖然作為通道使用的、連接源極和漏極的單層碳納米管的根數控制比較困難，不過此次的生物傳感器的動作原則上與根數無關。“雖然根數不同會引起源極和漏極間的電流不同，但病毒抗原與抗體結合時的閾值電壓的變化量不依賴于根數”（三美電機解說員）。不過，1根和2根等根數少的情況****。因為單層碳納米管除了具有半導體的特性外，在某些情況下還會顯示出金屬的特性。而根數增多的話，表現為金屬特性的單層碳納米管就會增加，從而漏電流增大等，導致晶體管特性產生變化。
此次的CNT-FET是在半導體器件“接近量產的環境下試制的”（該公司解說員），目前開發工作已經超越實驗階段，進入量產準備階段。今后，將考慮與醫療、食品領域的企業合作，探討作為何種性能指標的檢測工具進行投產。
