n/p-Si结通道FDSOI pH传感器

超能斯特灵敏度

采用n/p-Si结沟道的全耗尽绝缘体上硅MOSFET pH传感器，通过结诱导电荷转换实现超高灵敏度与低静态功耗。

Wang, Haihua · Chen, Qiumeng · Zekun, Zhao · Ziyue, Cui · 王磊 · 蔡志匡 · 蒋玉龙 · 万景

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2025

具体参数

灵敏度

{'zh': '2.085', 'en': '2.085'} V/pH

灵敏度

{'zh': '1.089', 'en': '1.089'} V/pH

关态电流

{'zh': '1', 'en': '1'} A

技术优势

灵敏度足够高

n/p-Si结沟道提升了生物到电信号的转换效率，灵敏度最高达 2.085 V/pH，远超传统传感器的能斯特极限。

漏电被抑制

沟道与源漏之间保留p-n结，克服了n-Si层相关的漏电流，关态电流低至 1×10⁻¹⁰ A。

应用场景

• 水质监测：用高灵敏芯片实时监测水体酸碱度，替代传统玻璃电极。
• 生物医学诊断：将芯片集成到微流控或试纸条中，快速检测生物样本pH。
• 可穿戴传感器：利用低功耗和硅工艺兼容性，嵌入可穿戴设备监测汗液pH。
• 柔性传感器：转移至柔性衬底，用于弯曲表面的pH检测。