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Two-Dimensional Field-Effect Transistor Sensors: The Road toward Commercialization
Chemical Reviews ( IF 62.1 ) Pub Date : 2022-04-12 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00924 Changhao Dai 1, 2 , Yunqi Liu 2 , Dacheng Wei 1, 2
Chemical Reviews ( IF 62.1 ) Pub Date : 2022-04-12 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00924 Changhao Dai 1, 2 , Yunqi Liu 2 , Dacheng Wei 1, 2
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The evolutionary success in information technology has been sustained by the rapid growth of sensor technology. Recently, advances in sensor technology have promoted the ambitious requirement to build intelligent systems that can be controlled by external stimuli along with independent operation, adaptivity, and low energy expenditure. Among various sensing techniques, field-effect transistors (FETs) with channels made of two-dimensional (2D) materials attract increasing attention for advantages such as label-free detection, fast response, easy operation, and capability of integration. With atomic thickness, 2D materials restrict the carrier flow within the material surface and expose it directly to the external environment, leading to efficient signal acquisition and conversion. This review summarizes the latest advances of 2D-materials-based FET (2D FET) sensors in a comprehensive manner that contains the material, operating principles, fabrication technologies, proof-of-concept applications, and prototypes. First, a brief description of the background and fundamentals is provided. The subsequent contents summarize physical, chemical, and biological 2D FET sensors and their applications. Then, we highlight the challenges of their commercialization and discuss corresponding solution techniques. The following section presents a systematic survey of recent progress in developing commercial prototypes. Lastly, we summarize the long-standing efforts and prospective future development of 2D FET-based sensing systems toward commercialization.
中文翻译:
二维场效应晶体管传感器:商业化之路
传感器技术的快速发展维持了信息技术的演进成功。最近,传感器技术的进步推动了构建智能系统的雄心勃勃的要求,该系统可以由外部刺激控制,同时具有独立操作、适应性和低能量消耗。在各种传感技术中,具有由二维 (2D) 材料制成的通道的场效应晶体管 (FET) 因其无标记检测、快速响应、易于操作和集成能力等优点而受到越来越多的关注。由于原子厚度,二维材料限制了材料表面内的载流子流动,并将其直接暴露于外部环境,从而实现高效的信号采集和转换。本综述全面总结了基于二维材料的 FET (2D FET) 传感器的最新进展,其中包含材料、工作原理、制造技术、概念验证应用和原型。首先,提供背景和基本原理的简要说明。后续内容总结了物理、化学和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。操作原理、制造技术、概念验证应用程序和原型。首先,提供背景和基本原理的简要说明。后续内容总结了物理、化学和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。操作原理、制造技术、概念验证应用程序和原型。首先,提供背景和基本原理的简要说明。后续内容总结了物理、化学和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。
更新日期:2022-04-12
中文翻译:
二维场效应晶体管传感器:商业化之路
传感器技术的快速发展维持了信息技术的演进成功。最近,传感器技术的进步推动了构建智能系统的雄心勃勃的要求,该系统可以由外部刺激控制,同时具有独立操作、适应性和低能量消耗。在各种传感技术中,具有由二维 (2D) 材料制成的通道的场效应晶体管 (FET) 因其无标记检测、快速响应、易于操作和集成能力等优点而受到越来越多的关注。由于原子厚度,二维材料限制了材料表面内的载流子流动,并将其直接暴露于外部环境,从而实现高效的信号采集和转换。本综述全面总结了基于二维材料的 FET (2D FET) 传感器的最新进展,其中包含材料、工作原理、制造技术、概念验证应用和原型。首先,提供背景和基本原理的简要说明。后续内容总结了物理、化学和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。操作原理、制造技术、概念验证应用程序和原型。首先,提供背景和基本原理的简要说明。后续内容总结了物理、化学和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。操作原理、制造技术、概念验证应用程序和原型。首先,提供背景和基本原理的简要说明。后续内容总结了物理、化学和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。和生物二维 FET 传感器及其应用。然后,我们强调了它们商业化的挑战,并讨论了相应的解决方案技术。以下部分对开发商业原型的最新进展进行了系统调查。最后,我们总结了基于二维 FET 的传感系统在商业化方面的长期努力和未来的发展前景。