[发明专利]包括纳米膜的装置和相关方法

权利要求书

1.一种基于纳米膜的装置，包括：

支撑衬底；

直接在所述支撑衬底上的纳米膜；

在所述纳米膜上的沟道构件；以及

在所述沟道构件上的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极被配置为使电流能够从所述第一电极通过所述沟道构件流到所述第二电极；

其中，所述沟道构件通过所述纳米膜而与所述支撑衬底分离，所述纳米膜被配置为通过抑制所述沟道构件与所述支撑衬底之间的相互作用来便于电流流过所述沟道构件；以及

其中，所述纳米膜包括碳纳米膜，所述沟道构件包括石墨烯，所述支撑衬底包括聚酰亚胺、聚酯、聚氨酯和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述纳米膜具有预定厚度以在所述沟道构件与所述支撑衬底之间提供足以减小它们之间的电磁相互作用的间隔，从而便于电流流过所述沟道构件。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述纳米膜为足够厚和可变形中的一种或多种，以减小由所述支撑衬底的表面处的粗糙度引起的所述沟道构件处的起伏以及相关联的载荷子迁移率的降低，从而便于电流流过所述沟道构件。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述碳纳米膜被配置为抑制电流从所述沟道构件泄漏到所述支撑衬底，从而便于电流流过所述沟道构件。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述纳米膜包括导电材料，所述导电材料被配置为屏蔽所述沟道构件免受由所述支撑衬底上的带电物质产生的电场影响，从而便于电流流过所述沟道构件。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述纳米膜包括导电材料，所述导电材料被配置为屏蔽所述沟道构件免受由通过所述支撑衬底上的电互连传播的电信号所产生的电磁场影响，从而便于电流流过所述沟道构件。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述纳米膜包括一种或多种掺杂剂，所述一种或多种掺杂剂被配置为引起通过所述沟道构件的电流的变化。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述装置包括位于所述纳米膜与所述支撑衬底之间的导电材料层，并且其中所述碳纳米膜被配置为充当所述沟道构件与所述导电材料层之间的电介质间隔物，以使得被施加到所述导电材料层的电压能够用来改变通过所述沟道构件的电流。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述装置包括通过另外的纳米膜而与所述沟道构件分离的第三电极，所述另外的纳米膜包括电介质材料，所述电介质材料被配置为充当所述第三电极与所述沟道构件之间的电介质间隔物，以使得被施加到所述第三电极的电压能够用来改变通过所述沟道构件的电流。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述装置包括位于所述沟道构件的与所述支撑衬底相反的一侧上的另外的纳米膜，所述另外的纳米膜包括受体物质，所述受体物质被配置为与来自周围环境的带电物质进行特异性结合，所述受体物质与所述带电物质的结合将所述带电物质定位在足够靠近所述沟道构件的位置，以引起通过所述沟道构件的电流的变化。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述装置包括位于所述沟道构件的与所述支撑衬底相反的一侧上的另外的纳米膜，所述另外的纳米膜包括一个或多个孔，所述一个或多个孔被配置为允许来自周围环境的特定分析物物质通过以与所述沟道构件相互作用，所述分析物物质与所述沟道构件的相互作用引起通过所述沟道构件的电流的变化。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述装置包括位于所述沟道构件的与所述支撑衬底相反的一侧上的另外的纳米膜，所述另外的纳米膜被配置为保护所述沟道构件和所述电极免受周围环境的影响。