- AutorIn
- Dipl.-Phys. Fabian Klüpfel
- Titel
- Transparent semiconducting oxides for active multi-electrode arrays
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-161751
- Übersetzter Titel (DE)
- Transparente halbleitende Oxide für aktive Multielektrodenarrays
- Datum der Einreichung
- 30.07.2014
- Datum der Verteidigung
- 04.02.2015
- Abstract (DE)
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Anwendbarkeit von transparenter Elektronik basierend auf oxidischen Halbleitern in Multielektrodenarrays zur Messung von neuronalen Signalen. Im ersten experimentellen Kapitel werden auf Zinkoxid basierende Bauelemente untersucht. Verschiedene Varianten von Feldeffekttransistoren (FETs) werden charakterisiert und ihre Eignung zur Detektion von Zellsignalen überprüft. Die Anwendbarkeit physikalischer Modelle zur Beschreibung von ZnO-basierten Metal-Halbleiter-FETs (MESFETs) wird behandelt. Weiterhin wird die Eignung von einfachen Inverterschaltungen zur Spannungsverstärkung diskutiert. Das zweite Kapitel thematisiert Rauschmessungen an unterschiedlichen ZnO-basierten Proben, darunter Dünnfilme, Mikronadeln, MESFETs und Inverter. Darauf aufbauend wird die Auswirkung des gemessenen Stromrauschens auf die Sensitivität der Bauelemente nachvollzogen und theoretisch modelliert. Im dritten Kapitel wird das Verhalten der Bauelemente im Kontakt mit Elektolyt beschrieben. Die Signalübertragung von Spannungsänderungen im Elektrolyt auf die Chipelektronik wird mit verschiedenen Messmethoden charakterisiert. Dabei kommt teilweise ein selbstgebauter Vorverstärker zum Einsatz, dessen Aufbau ebenfalls beschrieben wird. Die Stabilität der verwendeten Materialien in physiologischen Salzlösungen und ihre Biokompatibilität wird überprüft. Darüber hinaus werden FETs mit Elektrolytgate und Zinkzinnoxid-Kanal vorgestellt.
- Freie Schlagwörter (DE)
- ZnO, FET, Rauschen, Multielektrodenarray
- Freie Schlagwörter (EN)
- ZnO, FET, Noise, multi-electrode array
- Klassifikation (DDC)
- 530
- GutachterIn
- Prof. Dr. Marius Grundmann
- Prof. Dr. Martin Stutzmann
- BetreuerIn
- Prof. Dr. Marius Grundmann
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- Universität Leipzig, Leipzig
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-161751
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 23.03.2015
- Dokumenttyp
- Dissertation
- Sprache des Dokumentes
- Englisch
- Inhaltsverzeichnis
1. Introduction 2. Measurement Setup and Sample Fabrication 2.1. Device Fabrication 2.2. Measurement Methods 2.3. Current Amplifier with Offset Compensation 3. Oxide Semiconductor Based Devices 3.1. Theoretical Description 3.2. Thin Films 3.4. Simple Inverter 3.5. Test Circuit for Active Matrix Configurations 4. Noise 4.1. Noise Sources 4.2. Contributions from Measurement Setup 4.3. Homogenous ZnO Samples 4.4. ZnO Based Devices 5. Experiments in Electrolyte and with Cells 5.1. Cell-Transistor Coupling 5.2. Materials in Electrolytical and Biological Environment 5.3. Electrode Arrays with Field-Effect Transistors 5.4. Electrode Arrays with Simple Inverters 5.5. Electrode Arrays with Solution Gated Transistors 6. Conclusion and Outlook Appendices Bibliography Symbols and Abbreviations List of Own and Contributed Articles Acknowledgements