Monolithische integratie van nanopore FETs voor ultragevoelige detectie van enkelvoudige moleculen zonder gebruik te maken van merkers

CMOS-technologie is de afgelopen decennia enorm vooruitgegaan. In parallel met de verbeteringen in rekenkracht zijn ook biosensoren intensief ontwikkeld en hebben ze een breed scala aan toepassingen in de levenswetenschappen mogelijk gemaakt. Onder hen bieden nanoporiën een uniek voordeel. 
Het grote nadeel van traditionele nanogaatjes is echter de extreem lage ionenstroom, waardoor het moeilijk is om deze met hoge snelheid uit te lezen en tevens massaal te paralleliseren. Door de respons van de transversale stroom te meten, kan nanopore FET daarentegen veel sneller werken. Deze nanopore FETs bevinden zich evenwel momenteel nog de beginfase en er zijn zeer weinig rapporten over experimentele demonstratie van dit concept beschikbaar.
In dit project zal ik recentelijk ontwikkelde nieuwe nanoporiëntransistoren onderzoeken, gebaseerd op de directe monolithische integratie van nanoporiën met state-of-the-art silicium FET's. Ik zal in eerste instantie experimentele karakterisering toepassen van de eerste generatie nieuwe nanoporiëntransistors, een diepgaand begrip ontwikkelen van de componenteigenschappen en benchmarken met traditionele nanoporiën. Vervolgens zal ik, door gebruik te maken van nanopore-FET's, nieuwe schema's ontwikkelen en experimenteel de labelvrije detectie van specifieke eiwitmoleculen demonstreren met als belangrijkste doelstellingen hoge gevoeligheid, hoge resolutie, hoge uitleessnelheid of bandbreedte, hoge SNR voor betere translocatieprestaties voor eiwitten.