圖1肖特基/歐姆接觸可逆轉變多功能生物傳感器概念圖
肖特基/歐姆接觸可逆轉變生物傳感器（SOR生物傳感器）用於高靈敏度神經遞質和神經電脈衝檢測。
圖2 TENG處理SOR生物傳感器示意圖和基本現象
b–d）不同放大倍數下的SOR生物傳感器光學圖像；e）SOR生物傳感器I-V曲線隨TENG電壓處理次數的變化圖；f）漏極和源極SBHs隨TENG處理次數的變化圖；g）SOR生物傳感器由肖特基接觸轉變為歐姆接觸對應的能帶變化圖；h）SOR生物傳感器從歐姆接觸恢復到肖特基接觸時對應的I-V曲線變化圖；j）SOR生物傳感器從歐姆接觸恢復到肖特基接觸對應的能帶變化圖。圖3 極化模型和對應SBH變化示意圖
b）TENG產生的高壓脈衝驅動氧空位在接觸界面處累積，使得肖特基接觸轉變為歐姆接觸；c）撤消TENG產生的高壓脈衝後，氧空位向相反方向擴散，接觸界面處正電荷消失，肖特基勢壘升高。圖4 和歐姆接觸相比，肖特基接觸傳感器在檢測低濃度多巴胺（DA）分子時靈敏度更高
b）肖特基接觸生物傳感器在不同濃度的鹽酸多巴胺中I–V曲線變化圖；d）肖特基接觸狀態下的生物傳感器在不同濃度鹽酸多巴胺中的I–t曲線圖；e）歐姆接觸狀態下的生物傳感器在不同濃度的鹽酸多巴胺中的I–t曲線圖；f）歐姆接觸狀態下的生物傳感器檢測鹽酸多巴胺前後的的I–V曲線變化圖；g）（d）和（e）中肖特基接觸和歐姆接觸生物傳感器在不同濃度鹽酸多巴胺中的絕對和相對電流響應(ΔI/I0)對比圖。圖5 歐姆接觸狀態下的SOR器件在檢測神經電脈衝時具有更強的靈敏度
b）SOR器件轉變前後的I–V曲線變化圖（肖特基接觸：橙色，轉變後的歐姆接觸：紫色）；c，d）在不同電壓（0.1~1 V）的脈衝刺激下，同一SOR器件在肖特基接觸狀態和歐姆接觸狀態下傳感器測得的牛蛙坐骨神經信號的響應曲線；e）不同電壓（0.1~1 V）脈衝刺激下，同一SOR器件在肖特基接觸（橙色）和歐姆接觸（紫色）狀態下傳感器測得的牛蛙坐骨神經信號的電流響應幅度對比圖；f）在不同的電刺激（0.6、0.8和1.0 V）下，SOR傳感器轉變為歐姆接觸前後測得牛蛙坐骨神經信號電流響應的增強倍數。圖6 同一SOR生物傳感器在肖特基接觸時對神經遞質高靈敏度檢測， 轉變為歐姆接觸後對神經電脈衝高靈敏度檢測
a）同一SOR生物傳感器用於高靈敏DA分子和神經電脈衝檢測示意圖；b，c）肖特基接觸SOR生物傳感器在不同鹽酸多巴胺濃度中的I–t曲線圖與絕對電流及相對電流響應(ΔI/I0)變化圖；d）SOR生物傳感器接觸狀態轉變前後的I-V曲線變化圖（肖特基接觸：橙色，轉變後的歐姆接觸：紫色）；e）電刺激神經纖維的電壓脈衝（1 V，1 Hz，0.1 ms）波形圖；f，g）用肖特基接觸和歐姆接觸傳感器測得的牛蛙坐骨神經信號的響應曲線；該研究提出了一種簡單有效且不易損壞納米器件的肖特基勢壘動態調控方法，該研究實現了單個器件在肖特基接觸狀態與歐姆狀態之間的可逆轉變。TENG電壓脈衝可有效降低器件的SBH，停止TENG處理後SBH會隨著時間逐漸恢復。這一可逆轉變的機制可歸因於TENG產生的高電壓脈衝使ZnO內部的氧空位發生擴散。在本論文中，同一個SOR生物傳感器在肖特基接觸狀態實現了對低濃度多巴胺（0.5 µmol mL-1）的高靈敏度檢測，經TENG處理轉變為歐姆接觸後，SOR生物傳感器對神經電脈衝的靈敏度提高了16倍。神經遞質濃度與神經電信號的高靈敏檢測對神經性疾病的臨床診斷以及腦科學的研究具有重要意義。該方法拓寬了基於肖特基勢壘的傳感器應用範圍，並有望用於改善傳感系統、整流器、光電探測器和其他相關電子器件的性能。文章第一作者為趙璐明、李虎、孟建平和Aurelia Chi Wang，通訊作者為張巖、王中林和李舟。文獻連結：Reversible Conversion between Schottky and Ohmic Contacts for Highly Sensitive, Multifunctional Biosensors（Adv. Funct. Mater.， 2019，DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104325）李舟，博士，國家萬人計劃「青年拔尖」，獲得武漢大學臨床醫學學士學位和北京大學博士學位，曾留學於喬治亞理工學院，現任中科院北京納米能源與系統研究所研究員，納米能源與生物系統實驗室負責人。入選教育部「新世紀優秀人才」、北京市「高創計劃」青年拔尖人才和北京市「科技新星」。主要從事植入式和穿戴式電子醫療器件、生物傳感器、自驅動和可降解電子器件的研究，探索新型微納傳感技術與生物測量方法。在Science Advances（Science子刊），Nature Communication（Nature子刊）, Advanced Materials, Nano Letters, ACS Nano, Nano Energy, Annual Review of Biomedical Engineering 等國際頂級學術期刊上共發表SCI文章80餘篇，子刊和IF>10的第一作者或通信作者論文共38篇，引次數超過3000次。獲得2017年北京市科學技術二等獎（省部級，第一完成人）、國際醫學與生物工程聯合會青年科學家獎、中國發明協會金獎（排名第一）、教育部新世紀優秀人才、北京市高創計劃「青年拔尖」人才、北京市 「科技新星」和生物醫學工程大會青年論文競賽一等獎等獎勵和榮譽。現任中國生物醫學工程學會青年委員、中國生物工程學會青年委員。獲國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北京市自然科學基金、北京市科技項目和教育部博士點基金等基金課題的經費支持。
2017年：中國生物醫學工程學會「青年論文競賽」一等獎2016年：國際發明展覽會「發明創業獎·項目獎」金獎2016年：研究成果入選北京市自然學科基金「十二五」期間優秀成果選編2012年：國際醫學物理學會與國際生物醫學工程學會（IFMBE）青年研究者獎（Young Investigators Award）2010年: 論文被材料科學頂級學術期刊Advance Materials評選為 「Top Articles」Yang Zou, Puchuan Tan,Bojing Shi, et al, Yubo Fan*, Zhong Lin Wang* and Zhou Li, * A bionic stretchable nanogenerator for underwater sensing and energy harvesting, Nature Communications. 2019, 10, 269, DOI: 10.1038/s41467-019-10433-4. IF 11.878Han Ouyang, Zhuo Liu, Ning Li, Bojing Shi,et al, Zhong Lin Wang*, Hao Zhang* and Zhou Li,* Symbiotic cardiac pacemaker, Nature Communications. 2019, 10, 1821, DOI: 10.1038/s41467-019-09851-1. IF 11.878Guomin Wang, Hongqing Feng, et al,Zhou Li* and Paul K. Chu*, An antibacterial platform based>Nature Communications. 2018, 9, 2055, DOI: 10.1038/s41467-018-04317-2. IF 11.878Kuan Hu, Yixiang Jiang, et al,Zhou Li, * Xinwei Wang, * Zigang Li*，Tuning peptide self-assembly by an in-tether chiral center. Science Advances，2018;4: eaar5907. IF 12.804Qiang Zheng, et al,Zhou Li* and Zhong Lin Wang*, Biodegradable triboelectric nanogenerator as a life-time designed implantable power source, Science Advances, 2016, 2, 3, e1501478, DOI: 10.1126/ 1501478. IF 12.804投稿郵箱
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