以矽薄膜場效應電晶體偵測光致異構物之結構變化
黃信魁1*, 蔡麗珠1
1有機高分子研究所, 國立台北科技大學, 台北市, Taiwan
2有機高分子研究所, 國立台北科技大學, 台北市, Taiwan
* presenting author:Xin-Kui Huang, email:can_rover@hotmail.com
光致異構物(Photoisomerizable molecules)在不同波長下分子結構會產生物理性改變。近年來研究指出矽薄膜場效應電晶體(SiFET)對分子偵測上有極高的靈敏度,此元件甚至可以偵測因表面的化學分子結構變化所產生的電偶極矩的改變。本研究提出以SiFET平台偵測光致異構物分子4-二甲胺偶氮苯-4-羧酸(Dabcyl)的順式與反式態。首先將Dabcyl修飾在SiFET感測區之氧化矽表面, 以365nm和450nm波長的光線控制此分子形成順式和反式結構,並以SiFET量測因為順式和反式結構的變化導致的Dabcyl分子內電子分佈之改變。實驗證明,SiFET在含有水氣的空氣中即能檢測到此一變化,且結構轉換之現象具有良好重複性。此外,我們亦證明在不同的實驗環境中,Dabcyl具有不同的結構改變量和結構轉換的重複性。於水氣環境中,結構改變量最明顯;在液態水的環境下,此一分子結構改變造成的電偶極矩之改變量雖不高於水氣中的改變量,但同時具有結構轉換的重複性。此一平台是量測分子結構改變本身所造成的FET通道的電流變化,但不對分子加以電壓或電場。這比起目前研究中的分子開關或記憶體的研究,是以分子本身為電子通道或是儲存單元,分子也必然會受到外力影響是不同的,因此我們相信我們的技術更能表現出分子狀態改變的本質。我們也計畫藉此平台偵測分子結構改變的速率與狀態的鬆弛時間。


Keywords: 場效應電晶體, 光致異構物, DABCYL