Biofunktionalisierung und -sensorik mit AlGaN/GaN-Feldeffekttransistoren

Diese Dissertation widmet sich der Weiterentwicklung labelfreier Affinitätsbiosensoren auf ISFET-Basis. Im Fokus liegen dabei die Funktionalisierung von Open-Gate-Galliumnitrid-HEMTs sowie die Charakterisierung der Detektoren mit verschiedenen Messprinzipien. Dabei wird ein neuartiges, dynamisches Messprinzip eingeführt, das sich die eingeschränkt bewegliche Anbindung der Sonden durch die gewählte Funktionalisierungschemie zu Nutze macht.

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Labelfreie Affinitätsbiosensoren auf ISFET-Basis sind eine vielversprechende Technologie für die Herstellung neuartiger Point-of-Care Biomoleküldetektoren. In dieser Dissertation werden zwei bei der Verwendung derartiger Detektoren in der Praxis auftretenden Herausforderungen am Beispiel von AlGaN/GaN-HEMTs mit offenem Gate behandelt. Zunächst wird die Funktionalisierung der Oberfläche mit biologischen Sonden, die für die Herstellung und Stabilität der Bauteile von elementarer Bedeutung ist, durch die Charakterisierung von photochemischen und thermischen Funktionalisierungsprozessen für GaN-Oberflächen näher betrachtet. Im zweiten Teil werden die so hergestellten Chips mit verschiedenen Messprinzipien charakterisiert; dabei wird ein neuartiges, dynamisches Messprinzip eingeführt, das sich die eingeschränkt bewegliche Anbindung der Sonden durch die gewählte Funktionalisierungschemie zu Nutze macht und deshalb deutlich reduzierte Querempfindlichkeiten aufweist.