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原文传递用于检测包含有机半导体材料的水性介质中的分析物的传感器

专利名称：	用于检测包含有机半导体材料的水性介质中的分析物的传感器
摘要：	一种基于场效应晶体管的传感器装置，其用于检测水性介质中的目标物种和/或测量水性介质中目标物种的浓度，所述传感器装置包含：(a)有源半导体，其包含有机半导体材料，所述有机半导体材料包含聚合物半导体(例如IDTBT)和小分子有机化合物(F4‑TCNQ)的混合物，所述混合物初次暴露于空气时持续至少24小时的时段展现大体上相同的转移曲线；和(b)用于引导水性介质与所述传感器装置接触的结构。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	英国;GB
申请人：	剑桥企业有限公司
发明人：	H·西林豪斯;J·查梅特;M·尼科尔卡;D·西马托斯
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201780078509.X
公开号：	CN110088611A
代理机构：	中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
代理人：	徐达
分类号：	G01N27/414(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	英国剑桥
主权项：	1.一种传感器装置，其用于检测水性介质中的目标物种和/或测量水性介质中目标物种的浓度，所述传感器装置包含：(a)有源半导体，其包含有机半导体材料，所述有机半导体材料初次暴露于空气时持续至少24小时的时段展现大体上相同的转移曲线；和(b)用于引导水性介质与所述传感器装置接触的结构。 2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述有机半导体材料初次暴露于空气时持续至少24小时的时段展现不超过约10％的Ion变化。 3.根据权利要求1或权利要求2所述的传感器装置，其中所述有机半导体材料展现至少10,000的开/关比。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其中所述有机半导体材料包含聚合物半导体和小分子有机化合物的混合物，所述小分子有机化合物包含至少一个在鲍林标度上评级高于2的电负性基团。 5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中所述小分子有机化合物包含至少一个腈基团和/或至少一个氟基团。 6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中所述小分子有机化合物包含：一种或多种芳香族醌衍生化合物，所述芳香族醌衍生化合物包含一个或多个＝C(CN)2基团；和/或一种或多种脂环族有机化合物，所述脂环族有机化合物包含交叉共轭的环外C＝C双键和一个或多个＝C(CN)2基团。 7.根据权利要求6所述的传感器装置，其中所述小分子有机化合物包含以下各项中的一种或多种：F4-TCNQ、TCNQ、F6-TCNNQ、F2-TCNQ和CN6-CP或其衍生物。 8.一种传感器装置，其用于检测水性介质中的目标物种和/或测量水性介质中目标物种的浓度，所述传感器装置包含：(a)有源半导体，其包含混合物，所述混合物包含有机半导体和有机化合物，所述有机化合物包含一个或多个在鲍林标度上具有评级高于2的电负性基团；和(b)用于引导水性介质与所述传感器装置接触的结构。 9.根据权利要求8所述的传感器装置，其中所述有机化合物包含至少一个腈基团和/或至少一个氟基团。 10.根据权利要求1至9中任一项所述的传感器装置，其中所述有源半导体形成场效应晶体管的部分，并且所述结构(b)将水性介质引导到如下区域中，在所述区域中，所述水性介质形成所述场效应晶体管的栅极介电质，所述栅极介电质与所述有源半导体和所述场效应晶体管的栅电极两者接触。 11.根据权利要求1至9中任一项所述的传感器装置，其中所述有源半导体形成底栅场效应晶体管的部分，并且所述结构(b)引导水性介质与所述有源半导体接触。 12.一种传感器系统，其包括根据权利要求1至11中任一项所述的传感器装置，和经配置以基于所述传感器装置的电响应确定所述目标物种的检测或测定所述目标物种的浓度的电路。 13.一种方法，其包含：对传感器的有源半导体使用有机半导体材料，所述传感器的操作涉及使所述传感器与水性介质接触，所述有机半导体材料初次暴露于空气时持续至少24小时的时段展现大体上相同的转移曲线。 14.一种方法，其包含：对传感器的有源半导体使用有机半导体材料，所述传感器的操作涉及使所述传感器与水性介质接触，所述有机半导体材料包括含有机半导体和有机化合物的混合物，所述有机化合物包括一个或多个在鲍林标度上评级高于2的电负性基团。 15.一种方法，其包含：使用传感器装置检测水性介质中的目标物种和/或测量水性介质中目标物种的浓度，所述传感器装置的操作涉及使所述传感器装置与所述水性介质接触，其中有源半导体包含在初次暴露于空气时持续至少24小时的时段展现大体上相同的转移曲线的有机半导体材料。 16.一种方法，其包含：使用传感器装置检测水性介质中的目标物种和/或测量水性介质中目标物种的浓度，所述传感器装置的操作涉及使所述传感器装置与所述水性介质接触，其中有源半导体包括含有机半导体材料和有机化合物的混合物，所述有机化合物包括一个或多个在鲍林标度上评级高于2的电负性基团。 17.一种方法，其包含：对传感器装置的有源半导体使用有机半导体材料，所述传感器装置的操作包含使所述传感器装置与包含浓度高于目标物种的离子物种的水性介质接触，所述有机半导体材料初次暴露于空气时持续至少24小时的时段展现大体上相同的转移曲线。 18.一种方法，其包含：对传感器装置的有源半导体使用有机半导体材料，所述传感器装置的操作包含使所述传感器装置与包含浓度高于目标物种的离子物种的水性介质接触，所述有机半导体材料包括含有机半导体和有机化合物的混合物，所述有机化合物包括一个或多个在鲍林标度上评级高于2的电负性基团。 19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，其中所述传感器装置的所述操作包含使所述有源半导体与所述水性介质接触。 20.一种方法，其包含：使用传感器装置检测目标物种和/或测量水性介质中所述目标物种的浓度，所述水性介质进一步包含浓度高于所述目标物种的离子物种，所述传感器装置的操作包含使有源半导体与水性介质接触，其中所述有源半导体包含在初次暴露于空气时持续至少24小时的时段展现大体上相同的转移曲线的有机半导体材料。 21.一种方法，其包含：使用传感器装置检测目标物种和/或测量水性介质中所述目标物种的浓度，所述水性介质进一步包含浓度高于所述目标物种的离子物种，所述传感器装置的操作包含使所述传感器装置与水性介质接触，其中有源半导体包括含有机半导体和有机化合物的混合物，所述有机化合物包括一个或多个在鲍林标度上评级高于2的电负性基团。 22.根据权利要求20或权利要求21所述的方法，其中所述传感器装置的所述操作包含使所述有源半导体与所述水性介质接触。 23.一种方法，其包含：使用传感器装置检测水性介质中的目标物种和/或测量水性介质中目标物种的浓度，所述传感器装置的操作涉及使所述传感器装置的有机半导体与所述水性介质接触，其中所述有机半导体是在电晶体的500分钟操作时段的至少最后400分钟展现穿过所述有机半导体的电流中少于30％的变化的有机半导体，所述电晶体包含由静态体积的去离子水组成的栅极介电质、在不触发电解的接通电压下偏压的栅电极和电位差为1V的源电极-漏电极。
所属类别：	发明专利