运用交流阻抗技术直接监测DNA杂交

介绍了基于交流阻抗技术构建非标记型脱氧核糖核酸（DNA）杂交传感器的方法.以24个碱基长度的寡聚DNA作为实验对象，将5′端巯基化的单链寡聚DNA（SH-ssDNA）探针与巯基乙酸（RSH）同时自组装到金电极表面，形成杂交识别层，利用交流阻抗技术测量出杂交前后金电极表面电子传递电阻R_et的增量作为杂交信号.实验中对DNA探针的自组装时间、杂交温度、杂交时间和阻抗测量液等实验条件进行了观察和优化；通过选择自组装液中SH-ssDNA探针和RSH的浓度，减少DNA在金电极表面的非特异性吸附，同时保证金电极表面自组装的SH-ssDNA探针有合适的疏密度，提高了杂交效率.在各优化条件下，无需扩增杂交信号，此非标记型DNA杂交传感器的检测下限为3.0×10^-14mol/L；和完全互补序列相比，一个和三个碱基错配序列分别产生55.6%和1.3%的杂交信号.     

GaN基场效应器件Monte Carlo模拟

基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)在高温、高功率微波器件方面有极其重要的应用前景.文章用自洽-耦合蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对AlGaN/GaN异质结构场效应晶体管作了模拟,给出了器件直流特性的Monte Carlo模拟结果,包括器件的粒子分布及器件的等势线分布,最后给出器件在不同栅电压下的直流输出特性.文章的模拟结果对研究GaN基场效应器件有指导意义.     

闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中激子态及带间光跃迁

基于有效质量近似,运用变分方法研究闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中的激子态及带间光跃迁随闪锌矿GaN/AlGaN量子阱结构参数的变化关系,考虑电子与空穴在其量子阱中的有限势效应.数值计算结果显示出当量子阱的尺寸增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能降低,而当闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中垒层材料AlGaN中Al含量增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能增加.     

包含Kink效应的改进型GaN HEMTs模型

提出了一种GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）建模方法.该模型以ADS（advanced design system）中的符号定义器件SDD（symbolically defined device）为基础,结合宽带S-参数与脉冲直流测试数据,对GaN器件进行精确建模.本文所用晶体管为双指AlGaN/GaN HEMT器件,其栅长为90 nm,单指栅宽为40 μm.数据测试采用在片测试方法,在常规S参数测试和直流测试基础上,增加了脉冲直流测试,并针对测试数据体现的Kink效应和阈值电压漂移现象进行建模.研究结果表明,该模型可以准确拟合器件0~110 GHz S参数及直流特性,谐波平衡仿真显示该模型具有良好的收敛特性,可用于GaN HEMTs器件电路仿真.      

表面态对AlGaN／GaN异质结构2DEG影响的模拟分析

利用模拟软件研究施主表面态特性与AlGaN/GaN异质结构中二维电子气（2 dimensional electron gas,2DEG）形成之间的关系,分析施主表面态电离过程以及表面态能级位置、表面态密度的影响。结果表明：施主表面态为2DEG的电子来源;Al-GaN能带分布及2DEG密度随AlGaN厚度、施主表面态能级位置、施主表面态密度的改变而改变。     

AlGaN/InGaN/GaN双异质结构中2DEG的数值模拟

由于InGaN的物理性质,在传统AlGaN／GaN单异质结中嵌入一定厚度的InGaN层,会使二维电子气的密度提高为原来的近两倍。正是从导带差、极化效应两个方面分析了这种现象的原因,并且通过自洽求解泊松方程和薛定谔方程分别作出了AlGaN／InGaN／GaN双异质结和AlGaN／GaN单异质结的能级图以及2DEG的电子能量图,进一步解释了该现象。     

杂交型DNA电化学生物传感器研究进展

杂交型DNA电化学生物传感器是一类利用核酸互补配对杂交原理检测和分析特定DNA序列的电化学生物传感器.由于其具有快速简便、选择性好、灵敏度高等优点,在临床医学、遗传工程、环境检测、食品安全监测和生物科学等领域有着重要的应用价值.简述了杂交型DNA电化学生物传感器的一般原理,对共价键结合法、自组装法、生物素-亲和素法、电聚合法以及吸附法等单链DNA的固定方法和DNA杂交信号的直接和间接电化学转换机制的近期研究进展进行了深入探讨,并对其在医疗检测和转基因植物检测等基因检测方面的最新应用和发展趋势进行了论述.     

劳氏紫在DNA修饰的金电极上的电化学行为

使用循环伏安和交流阻抗技术研究了劳氏紫在纳米金和单双链DNA修饰的金电极表面的电化学行为．劳氏紫在纳米金和DNA修饰的金电极表面显示了良好的氧化还原电特性．纳米金在金电极表面的修饰改善了劳氏紫的氧化还原特性．循环伏安结果显示劳氏紫和双链DNA的作用比和单链DNA的作用更强,其结果使电位发生更大的正移并使氧化还原峰电流有所增大．劳氏紫和双链DNA的这种相互作用对于基因药物的设计有重要的意义．这种作用也被交流阻抗研究结果所证实．     

水稻整体原位杂交实验技术方法的改进

以检测水稻SUPERWOMAN1(SPW1)/OsMADS16基因的表达模式为例,通过对杂交探针的制备、材料的固定及解离通透、显色等方面进行优化,获得背景值低、特异性高的SPW1/OsMADS16基因特异性表达结果.建立一套针对水稻的整体原位杂交技术,方法简单,费用低廉,可在离心管中多种材料同时进行.主要实验步骤包括探...     

磁控溅射生长AlN钝化层的研究

测得AlN和Si3N4介质钝化后的AlGaN/GaN异质结的高频C-V（电容-电压）曲线,由此计算钝化层与AlGaN势垒层界面电荷面密度,发现AlN钝化层与势垒层界面的电荷面密度较Si3N4更大,同时AlN钝化层薄膜含有的可移动离子数目更多.根据I-V（电流-电压）曲线讨论了用磁控溅射技术生长的AlN钝化薄膜质量,发现AlN薄膜绝缘性不够好,可能是在室温磁控溅射生长过程中从靶材溅射出的Al原子未能与N2充分反应,导致沉积的AlN薄膜不够致密,含有的电子隧穿通道多.因此可改善反应条件以提高AlN薄膜质量.     

Pulsed metal organic chemical vapor deposition of InAlN-based heterostructures and its application in electronic devices

As a promising group III-nitride semiconductor material, InAlN ternary alloy has been attracted increasing interest and widespread research efforts for optoelectronic and electronic applications in the last 5 years. Following a literature survey of current status and progress of InAlN- related studies, this paper provides a brief review of some recent developments in InAlN-related III-nitride research in Xidian University, which focuses on innovation of the material growth approach and device structure for electronic applications. A novel pulsed metal organic chemical vapor deposition （PMOCVD） was first adopted to epitaxy of InAlN-related heterostructures, and excellent crystalline and electrical properties were obtained. Furthermore, the first domestic InAlN-based high-electron mobility transistor （HEMT） was fabricated. Relying on the PMOCVD in combination with special GaN channel growth approach, high-quality InAlN/GaN double-channel HEMTs were successfully achieved for the first time. Additionally, other potentiality regarding to AlGaN channel was demonstrated through the successful realization of nearly lattice-matched InAlN/AlGaN heterostructures suitable for high-voltage switching applications. Finally, some advanced device structures and technologies including excellent work from several research groups around the world are summarized based on recent publications, showing the promising prospect of InAlN alloy to push group III-nitride electronic device performance even further.     

Layered boron nitride as a release layer for mechanical transfer of GaN-based devices

Nitride semiconductors are the materials of choice for a variety of device applications, notably optoelectronics and high-frequency/high-power electronics. One important practical goal is to realize such devices on large, flexible and affordable substrates, on which direct growth of nitride semiconductors of sufficient quality is problematic. Several techniques--such as laser lift-off--have been investigated to enable the transfer of nitride devices from one substrate to another, but existing methods still have some important disadvantages. Here we demonstrate that hexagonal boron nitride (h-BN) can form a release layer that enables the mechanical transfer of gallium nitride (GaN)-based device structures onto foreign substrates. The h-BN layer serves two purposes: it acts as a buffer layer for the growth of high-quality GaN-based semiconductors, and provides a shear plane that makes it straightforward to release the resulting devices. We illustrate the potential versatility of this approach by using h-BN-buffered sapphire substrates to grow an AlGaN/GaN heterostructure with electron mobility of 1,100?cm(2)?V(-1)?s(-1), an InGaN/GaN multiple-quantum-well structure, and a multiple-quantum-well light-emitting diode. These device structures, ranging in area from five millimetres square to two centimetres square, are then mechanically released from the sapphire substrates and successfully transferred onto other substrates.     

MOCVD Al_xGa_(1-x)N/GaN超晶格结构的界面与表面表征

采用掠入射X射线反射谱技术和原子力显微镜表面形貌技术对AlxGa1-xN/GaN超晶格结构的界面与表面进行了表征,将反射谱数据与X射线衍射结果结合获得了垒层组分及阱层宽度与界面粗糙度的关系.掠入射X射线反射谱的显著强度振荡与原子力显微镜所观察到的台阶流动形貌表明了平整的界面和表面的存在.研究发现,低Al组分(x=0.15)阱宽小的样品界面与表面粗糙度最小.     

酶学信号扩增方法定量检测生物素探针杂交

将靶核酸固定于微孔滴定板上，用化学方法标记的生物素探针进行杂交，采用底物－辅助因子循环信号扩增系统对杂交结果进行检测，结果表明用该信号检测系统的检验灵敏度比常用显色底物的检测灵敏度高１０倍。     

场板结构对AlGaN/GaN HFET电场分布的影响

场板结构可以有效抑制横向型HFET器件栅极边缘的电场集边效应,降低尖峰电场峰值,从而大幅提高器件的耐压特性。利用Sentaurus TCAD工具,构建具有场板结构的HFET器件,研究了场板长度和钝化层的厚度对器件沟道电场分布的影响,归纳出场板结构设计的基本规律和一般方法。     

低In组分量子阱垒层AlGaN对GaN基双蓝光波长发光二极管性能的影响

采用数值分析方法对含有低In组分AlGaN垒层InGaN/GaN混合多量子阱双蓝光波长发光二极管进行模拟分析. 结果表明，这种AlGaN量子阱垒层能有效改善电子和空穴在混合多量子阱活性层中的分布均匀性及减少电子溢出，实现电子空穴在各个量子阱中的平衡辐射，从而减弱了双蓝光波长发光二极管的效率衰减. 此外，通过改变AlGaN量子阱垒层的Al组分，可以调控双蓝光波长发光二极管发射光谱的稳定性:当Al组分为0.08时，双蓝光波长发光二极管的光谱在小电流和大电流下都比较稳定，而Al组分为0.09时，光谱只在40~100 mA电流范围内比较稳定.     

DNA与抗癌药物道诺霉素相互作用的研究

该文采用荧光光谱法并用溴化乙锭（ＥＢ）作为荧光探针研究了道诺霉素（ＤＲＮ）与ＤＮＡ相互作用的方式。结果表明：ＤＲＮ的生色团能够嵌入ｄｓＤＮＡ双螺旋结构的碱基对之间,ＤＲＮ与ＤＮＡ的主要作用位点是碱基Ｇ、Ｃ;ＤＲＮ插入ｄｓＤＮＡ碱其对中,不会破坏碱基对中氢键,不会影响ＤＮＡ的复性;ＤＮＡ与ｓｓＤＮＡ仅仅存在弱的相互作用。     

基于金-普鲁士蓝复合纳米粒子的电流型DNA传感器的制备

在玻碳电极(GCE)表面依次电聚合硫堇膜(PTh)、电沉积金-普鲁士蓝复合纳米粒子(PB-Au)和金纳米粒子(GN),利用GN比表面积大和生物相容性好的特性,进而固定单链DNA(ssDNA),制备一种电流型DNA传感器(GCE/PTh/PB-Au/GN/ssDNA).利用电化学交流阻抗技术(EIS)和循环伏安法(CV)对电极的修饰过程进行表征,以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,利用微分脉冲伏安法(DPV)对DNA进行检测.结果表明,所制备的DNA传感器可以对DNA进行灵敏检测,在1.0×10^-14~1.0×10^-6 mg/L范围内,DPV的峰电流与DNA质量浓度呈良好线性关系,工作曲线斜率为-13.4 μA/decade,相关系数为0.994,检测下限为1.0×10^-14 mg/L.所制备的传感器灵敏准确,不仅可用于基因检测,而且对重金属离子及其他有机污染物的检测也有重要研究价值.     

GaN（0001）表面吸附TiO2的DFT研究

建立了GaN(0001)2×2表面吸附模型,采用基于DFT动力学赝势方法,对TiO2分子的吸附进行了理论计算.研究了TiO2分子在GaN(0001)表面的吸附成键过程、成键方位及表面化学键特性.计算结果表明吸附过程经历了物理吸附、化学吸附与稳定态形成的过程,化学结合能达到7.184～7.423 eV.不同初始位置的TiO2分子吸附后,Ti在fcc或hcp位置,两个O原子分别与表面两个Ga原子成键,Ga—O化学键表现出共价键特征,O—O连线与GaN[11-20]方向平行,与实验观测(100)[001]TiO2//(0001)[11-20]GaN一致.     

分支DNA探针法检测21例丙型肝炎血清病毒RNA

目前主要依赖检测丙型肝炎抗体来确定对丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus,HCV)感染的诊断,但它不能反应机体是否有活动的病毒血症。分支DNA探针法应用合成的DNA分子与靶HCV—RNA特异性的杂交,形成RNA—DNA杂交体,用dioxetane作为底物与化学发光物结合,通过测定其发光强度可直接检测血清HCV—RNA的含量。本文测定21例慢性活动性丙型肝炎血清。HCV—RNA最低值为0.66Meg/ml;最高值为58Meg/ml,21例中86％的数值分布在0.66Meg/m-12Meg/ml的范围内。此方法cutoff值为0.5Meg//ml。我们所测定的21例均高于cutoff值。此方法操作简便,特异性强。为临床丙型肝炎治疗的监测及疗效的判断提供了重要的依据。