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@PHDTHESIS{Jansen:151452,
author = {Jansen, Michael},
title = {{S}ilizium {N}anoribbon {F}eld-{E}ffekt {T}ransistoren zur
{K}opplung an elektroaktive {Z}ellen},
volume = {82},
school = {RWTH Aachen},
type = {Dr.},
address = {Jülich},
publisher = {Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag},
reportid = {FZJ-2014-01398},
isbn = {978-3-89336-944-7},
series = {Schriftenreihen des Forschungszentrums Jülich. Reihe
Schlüsseltechnologien / Key Technologies},
pages = {XVI, 181 S.},
year = {2014},
note = {RWTH Aachen, Diss., 2013},
abstract = {In den letzten Jahrzehnten wurden mikro- und
nanostrukturierte elektrische Bauelemente zur Kopplung an
elektrisch aktive Zellnetzwerke entwickelt. Gelingt diese
Kopplung, ergeben sich daraus weitreichende Möglichkeiten
für die zukünftige Grundlagenforschung zur
Signalausbreitung in den Zellnetzwerken als auch für
zahlreiche medizintechnische Anwendungen, z.B. in der
Neuroprothetik. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein
Biosensorchip entwickelt, dessen Sensoren aus 30 in einem
Array angeordneten Silizium Nanoribbon Feldeffekt
Transistoren (NRFETs) bestehen. Die Chips konnten
erfolgreich hergestellt und als Biosensoren verwendet
werden. Der Herstellungsprozess wurde im Reinraum
durchgeführt und in Bezug auf den Einsatz der NRFETs als
Biosensoren optimiert. Die anschließende elektrische
Charakterisierung der NRFETs zeigte, bei Steuerung über das
Frontgate, präzise steuerbare Transistorkennlinien mit sehr
geringen Hystereseeffekten, was ihre Eignung als Biosensoren
ermöglicht. Weiterhin wurde das Rauschen der NRFETs und des
zugehörigen Verstärkersystems untersucht. Die
Biosensorchips wurden zur Messung von pH-Werten verwendet
und zeigten eine Empfindlichkeit von 42 $\frac{mV}{dec}$.
Somit können die NRFETs für Messungen von pH-Wert
Änderungen an Zellen verwendet werden. Weiterhin wurden die
NRFETs zur Ableitung von Aktionspotentialen (APs) elektrisch
aktiver Zellen eingesetzt. Die Ableitung der APs von
Herzmuskelzellen(HL-1 Zellen) konnte mit einem
Signal-zu-Rausch Verhältnis bis zu 23 erfolgreich
demonstriert werden. Für die Ableitung von APs von
Neuronen, konnten Fehlerquellen lokalisiert werden, auf
deren Grundlage weitere Verbesserungen der Neuron-Chip
Kopplung für zukünftige Experimente abgeleitet werden
konnten.},
keywords = {Dissertation (GND)},
cin = {ICS-8 / PGI-8},
cid = {I:(DE-Juel1)ICS-8-20110106 / I:(DE-Juel1)PGI-8-20110106},
pnm = {453 - Physics of the Cell (POF2-453)},
pid = {G:(DE-HGF)POF2-453},
typ = {PUB:(DE-HGF)11},
url = {https://juser.fz-juelich.de/record/151452},
}