Direct biofunctionalization of semiconductors: A survey

Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science

Volumn 203, Issue 14, 2006, Pages 3424-3437

  Stutzmann, Martin ^a   Garrido, Jose Antonio ^a   Eickhoff, Martin ^a   Brandt, Martin S ^a  

^a WALTER SCHOTTKY INSTITUT   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOFUNCTIONALIZED SEMICONDUCTORS; DIGITAL ELECTRONICS;

DNA; ENZYMES; HETEROJUNCTIONS;

SEMICONDUCTOR MATERIALS;

EID: 34248371218     PISSN: 18626300     EISSN: 18626319     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/pssa.200622512     Document Type: Article

References (118)

1. P. Bergveld, Sens. Actuators B 88, 1 (2003).
2. W. Brütting, phys. stat. sol. (a) 201, 1031-1371 (2004).
3. P. Fromherz, in: Bioelectronics, edited by I. Willner and E. Katz (Wiley-VCH, Weinheim, 2005), p. 339.
4. C. G. Van de Walle and J. Neugebauer, Nature 423, 626 (2003).
5. G. L. Harris, Properties of Silicon Carbide (INSPEC, London, 1995).
6. J. B. Cui, J. Ristein, and L. Ley, Phys. Rev. Lett. 81, 429 (1998).
7. F. Maier, J. Ristein, and L. Ley, Phys. Rev. B 64, 165411 (2001).
8. C. Boulas, J. V. Davidovits, F. Rondelez, and D. Vuillaume, Phys. Rev. Lett. 76, 4797 (1996).
9. A. Kahn, N. Koch, and W. Gao, J. Polym. Sci. B 41, 2529 (2003).
10. U. Salzner, J. B. Lagowski, P. G. Pickup, and R. A. Poirier, Synth. Met. 96, 177 (1998).
11. H. Sugiyama and I. Saito, J. Am. Chem. Soc. 118, 7063 (1996).
12. P. J. de Pablo, F. Moreno-Herrero, J. Colchero, J. Gomez Herrero, P. Herrero, A. M. Baro, P. Ordejon, J. M. Soler, and E. Artacho, Phys. Rev. Lett. 85, 4992 (2000).
13. J. Feng and S. Xiong, Phys. Rev. E 66, 021908 (2002).
14. J. Matulewski, S. D. Baranovskii, and P. Thomas, phys. stat. sol. (b) 241, R46 (2004).
15. -1.
16. J. M. Buriak, Chem. Rev. 102, 1271 (2002).
17. S. F. Bent, Surf. Sci. 500, 879 (2002).
18. S. F. Bent, J. Phys. Chem. B 106, 2830 (2002).
19. R. J. Hamers, in: Bioelectronics, edited by I. Willner and E. Katz (Wiley-VCH, Weinheim, 2005), p. 209.
20. H. Yanagi, D. Schlettwein, H. Nakayama, and T. Nishino, Phys. Rev. B 61, 1959 (2000).
21. D. R. T. Zahn, S. D. Shilagi, C. Cobet, M. Friedrich, and N. Esser, phys. stat. sol. (b) 242, 2671 (2005).
22. R. J. Hamers, S. K. Coulter, M. D. Ellison, J. S. Hovis, D. F. Padovitz, M. P. Schwartz, C. M. Greenlief, and J. N. Russell, Jr., Acc. Chem. Res. 33, 617 (2000).
23. M. A. Filler and S. F. Bent, Prog. Surf. Sci. 73, 1 (2003).
24. M. R. Linford and C. E. D. Chidsey, J. Am. Chem. Soc. 115, 12631 (1993).
25. M. R. Linford, P. Fenter, P. M. Eisenberger, and C. E. D. Chidsay, J. Am. Chem. Soc. 117, 3145 (1995).
26. J. Teny, M. R. Linford, C. Wiren, R. Cao, P. Pianetta, and C. E. D. Chidsey, J. Appl. Phys. 85, 213 (1999).
27. D. D. M. Wayner and R. A. Wolkow, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 23 (2002).
28. A. Baumer, Structural and Electronic Properties of Hydrosilylated Silicon Surfaces (PhD thesis), Selected Topics of Semiconductor Physics and Technology Vol. 70, edited by G. Abstreiter, M.-C. Amann, M. Stutzmann, and P. Vogl (Walter Schottky Institut, Garching, 2005).
29. E. J. Faber, Towards the Hybrid Organic Semiconductor FET (PhD thesis, Universiteit Twente, 2006).
30. G. S. Higashi, R. S. Becker, Y. J. Chabal, and A. J. Becker, Appl. Phys. Lett. 58, 1556 (1991).
31. H. Angermann, W. Henrion, M. Rebien, and A. Röseler, Appl. Surf. Sci. 235, 322 (2004).
32. A. B. Sieval, R. Linke, H. Zuilhof, and E. J. R. Sudhölter, Adv. Mater. 12, 1457 (2000).
33. A. Lehner, G. Steinhoff, M. S. Brandt, M. Eickhoff, and M. Stutzmann, J. Appl. Phys. 94, 2289 (2003).
34. C. Dahmen, A. Janotta, D. Dimova-Malinovska, S. Marx, B. Jeschke, B. Nies, H. Kessler, and M. Stutzmann, Thin Solid Films 427, 201 (2003).
35. M. T. Swihart, X. Li, and Y. He, US Patent Appl. Publ. US2004/0229447 A1.
36. Q.-Y. Sun, L. C. P. M. de Smet, B. van Lagen, M. Giesbers, P. C. Thüne, J. Van Engelenburg, F. A. De Wolf, H. Zuilhof, and E. J. R. Sudhölter, J. Am. Chem. Soc. 127, 2514 (2005).
37. J. Sagiv, J. Am. Chem. Soc. 102, 92 (1980).
38. K. Bierbaum, M. Kinzler, C. Wöll, M. Grunze, G. Hähner, S. Heid, and F. Effenberger, Langmuir 11, 512 (1995).
39. E. Souteyrand, J. P. Cloarec, J. R. Martin, C. Wilson, I. Lawrence, S. Mikkelsen, and M. F. Lawrence, J. Phys. Chem. B 101, 2980 (1997).
40. J. Collet and D. Vuillaume, Appl. Phys. Lett. 73, 2681 (1998).
41. F. Uslu, S. Ingebrandt, D. Mayer, S. Böckert-Meffert, M. Odenthal, and A. Offenhäusser, Biosens. Bioelectron. 19, 1723 (2004).
42. S. J. Xiao, M. Textor, N. D. Spencer, M. Wieland, B. Keller, and H. Sigrist, Mater. Sci. Mater. Med. 8, 867 (1997).
43. D. H. Davis, C. S. Giannoulis, R. W. Johnson, and T. A. Desai, Biomaterials 23, 4019 (2002).
44. L. Zhang, K. Wesley, and S. Jiang, Langmuir 17, 6275 (2001).
45. A. B. Sieval, B. van den Hout, H. Zuilhof, and E. J. R. Sudhölter, Langmuir 17, 2172 (2001).
46. K. Seino, W. G. Schmidt, and F. Bechstedt, Phys. Rev. B 69, 245309 (2004).
47. C. S. Cucinotta, A. Ruini, A. C. Catellani, and M. J. Caldas, Phys. Rev. B 72, 245310 (2005).
48. A. Calzolari, A. Ruini, E. Molinari, and M. J. Caldas, Phys. Rev. B 73, 125420 (2006).
49. W. J. Royea, A. Juang, and N. S. Lewis, Appl. Phys. Lett. 77, 1988 (2000).
50. A. B. Sieval, C. L. Huisman, A. Schönecker, F. M. Schuurmans, A. S. H. van der Heide, A. Goossens, W. C. Sinke, H. Zuilhof, and E. J. R. Sudhölter, J. Phys. Chem. B 107, 6846 (2003).
51. S. Kar, C. Miramond, and D. Vuillaume, Appl. Phys. Lett. 78, 1288 (2001).
52. C. Miramond and D. Vuillaume, J. Appl. Phys. 96, 1529 (2004).
53. A. Lehner, F. Kohi, S. A. Franzke, T. Graf, M. S. Brandt, and M. Stutzmann, Appl. Phys. Lett. 82, 565 (2003).
54. C. Boulas, J. V. Davidovits, F. Rendlez, and D. Vuillaume, Phys. Rev. Lett. 76, 4797 (1996).
55. N. P. Guisinger, M. E. Greene, R. Basu, A. S. Baluch, and M. C. Hersam, Nano Lett. 4, 55 (2004).
56. A. Salomon, T. Boecking, C. K. Chan, F. Amy, O. Girshevitz, D. Cahen, and A. Kahn, Phys. Rev. Lett. 95, 266807 (2005).
57. V. Derycke, P. G. Soukiassian, F. Amy, Y. J. Chabal, M. D. D'Angelo, H. B. Enriquez, and M. G. Silly, Nature Mater. 2, 253 (2003).
58. T. Seyller, J. Phys.: Condens. Matter 16, S1755 (2004).
59. C. S. Yan, Y. K. Vohra, H. K. Mao, and R. J. Hemley, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 12523 (2002).
60. G. Bogdan, K. De Corte, W. Deferme, K. Haenen, and M. Nesladek, phys. stat. sol. (a) 203, 3063 (2006).
61. L. Sekaric, J. M. Parpia, H. G. Craighead, T. Feygelson, B. H. Houston, and J. E. Butler, Appl. Phys. Lett. 81, 4455 (2002).
62. D. M. Gruen, Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 211 (1999).
63. T. H. Borst and O. Weis, phys. stat. sol. (a) 154, 423 (1996).
64. E. A Ekimov, V. A Sidorov, E. D. Bauer, N. N. Mel'nik, N. J. Curro, J. D. Thompson, and S. M. Stishov, Nature 428, 542 (2004).
65. S. Koizumi, M. Kamo, Y. Sato, H. Ozaki, and T. Inuzuka, Appl. Phys. Lett. 71, 1065 (1997).
66. M. Suzuki, S. Koizumi, M. Katagiri, T. Ono, N. Sakuma, H. Yoshida, T. Sakai, and, S. Uchikoga, phys. stat. sol. (a) 203, 3128 (2006).
67. S. Bhattacharyya, O. Auciello, J. Birrell, J. A. Carlisle, L. A. Curtiss, A. N. Goyette, D. M. Gruen, A. R. Kraus, J. Schlueter, A. Sumant, and P. Zapol, Appl. Phys. Lett. 79, 1441 (2001).
68. L. Tang, C. Tsai, W. W. Gerberich, L. Kruckeberg, and D. R. Kanie, Biomaterials 16, 483 (1995).
69. K. Bakowicz and S. Mitura, J. Wide Bandgap Mater. 9, 261 (2002).
70. H. B. Martin, A. Argoitia, U. Landau, A. B. Anderson, and J. C. Angus, J. Electrochem. Soc. 143, L133 (1996).
71. J. Foord and J. P. Hu, phys. stat. sol (a) 203, 3121 (2006).
72. M. I. Landstrass and K. V. Ravi, Appl. Phys. Lett. 55, 975 (1989).
73. F. Maier, M. Riedel, B. Mantel, J. Ristein, and L. Ley, Phys. Rev. Lett. 85, 3472 (2000).
74. D. Takeuchi, C. E. Nebel, and S. Yamasaki, phys. stat. sol. (a) 203, 3100 (2006).
75. H. Kawarada, Y. Araki, T. Ogawa, and H. Umezawa, phys. stat. sol. (a) 185, 79 (2001).
76. W. Yang, O. Auciello, J. E. Butler, W. Cai, J. A. Carlisle, J. E. Gerbi, D. M. Gruen, T. Knickerbocker, T. L. Lasseter, J. N. Russell, Jr., L. M. Smith, and R. J. Hamers, Nature Mater, 1, 253 (2002).
77. K.-S. Song, M. Degawa, Y. Nakamura, H. Kanazawa, H. Umezawa, and H. Kawarada, Jpn. J. Appl. Phys. 43, L814 (2004).
78. A. Härtl, E. Schmich, J. A. Garrido, J. Hernando, S. C. R. Catharino, S. Walter, P. Feulner, A. Kromka, D. Steinmüller, and M. Stutzmann, Nature Mater. 3, 736 (2004).
79. S. Wenmackers, P. Christiaens, M. Daenen, K. Haenen, M. Nesladek, M. van de Ven, V. Vermeeren, L. Michiels, M. Ameloot, and P. Wagner, phys. stat. sol. (a) 202, 2212 (2005).
80. J. Wang, M. A. Firestone, O. Auciello, and J. A. Carlisle, Langmuir 20, 11450 (2004).
81. S. Q. Lud, M. Steenackers, R. Jordan, P. Bruno, D. M. Gruen, P. Feulner, J. A. Garrido, and M. Stutzmann, J. Am. Chem. Soc., in print.
82. J. Hernando, T. Pourrostami, J. A. Garrido, O. A. Williams, D. M. Gruen, A. Kromka, D. Steinmüller, and M. Stutzmann, Diam. Relat. Mater., in print.
83. W. Yang, J. E. Butler, J. N. Russell, Jr., and R. J. Hamers, Langmuir 20, 6778 (2004).
84. J. A. Garrido, A. Härtl, S. Kuch, and M. Stutzmann, Appl. Phys. Lett. 86, 073504 (2005).
85. M. T. Harrison, C. B. Hartmann, and K. L. McCoy, Toxicol. Appl. Pharmacol. 186, 18 (2003).
86. K. L. Chang, W. T. Liao, C. L. Yu, C. C. E. Lan, L. W. Chan, and H. S. Yu, Toxicol. Appl. Pharmacol. 193, 209 (2003).
87. D. E. Carter, H. V. Aposhian, and A. J. Gandolfi, Toxicol. Appl. Pharmacol. 193, 309 (2003).
88. C. B. Hartmann and K. L. McCoy, Life Sciences 75, 485 (2004).
89. K. Adlkofer, M. Tanaka, H. Hillebrandt, G. Wiegand, E. Sackmann, T. Bolom, R. Deutschmann, and G. Abstreiter, Appl. Phys. Lett. 76, 3313 (2000).
90. K. Adlkofer and M. Tanaka, Langmuir 17, 4267 (2001).
91. C. Kirchner, M. George, B. Stein, W. J. Parak, H. E. Gaub, and M. Seitz, Adv. Funct. Mater. 12, 266 (2002).
92. K. Adlkofer, W. Eck, M. Grunze, and M. Tanaka, J. Phys. Chem. B 107, 587 (2003).
93. M. P. Stewart, F. Maya, D. V. Kosynkin, S. M. Dirk, J. S. Stapleton, C. L. McGuiness, D. L. Allara, and J. M. Tour, J. Am. Chem. Soc. 126, 370 (2004).
94. K. Ozasa, S. Nemoto, M. Hara, and M. Maeda, phys. stat. sol. (a) 203, 2287 (2006).
95. S. R. Whaley, D. S. English, E. L. Hu, P. F. Barbara, and A. M. Belcher, Nature 405, 665 (2000).
96. P. Bhattacharya, J. A. Xu, G. Varo, D. L. Marcy, and R. R. Birge, Opt. Lett. 27, 839 (2002).
97. L. Mohaddes-Ardabili, L. J. Martinez-Miranda, J. Silverman, A. Christou, L. G. Salamanca-Riba, M. Al-Sheikhly, W. E. Bentley, and F. Ohuchi, Appl. Phys. Lett. 83, 192 (2003).
98. R. Artzi, S. S. Daube, H. Cohen, and R. Naaman, Langmuir 19, 7392 (2003).
99. S. M. Luber, K. Adlkofer, U. Rant, A. Ulman, A. Gölzhäuser, M. Grunze, D. Schuh, M. Tanaka, M. Tornow, and G. Abstreiter, Phyisca E 21, 1111 (2004).
100. R. L. Willett, K. W. Baldwin, K. W. West, and L. N. Pfeiffer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 7817 (2005).
101. G. Steinhoff, O. Purrucker, M. Tanaka, M. Stutzmann, and M. Eickhoff, Adv. Funct. Mater. 13, 841 (2003).
102. O. Ambacher, J. Smart, J. R. Shealy, N. G. Weimann, K. Chu, M. Murphy, W. J. Schaff, L. F. Eastman, R. Dimitrov, L. Wittmer, M. Stutzmann, W. Rieger, and J. Hilsenbeck, J. Appl. Phys. 85, 3222 (1999).
103. T. Palacios, Y. Dora, A. Chakraborty, C. Sanabria, S. Keller, S. P. DenBaars, and U. K. Mishra, phys. stat. sol. (a) 203, 1845 (2006).
104. M. Eickhoff, J. Schalwig, O. Weidemann, L. Görgens, R. Neuberger, M. Hermann, G. Steinhoff, B. Baur, G. Müller, O. Ambacher, and M. Stutzmann, phys. stat. sol. (a) 195, 34 (2003).
105. G. Steinhoff, M. Hermann, W. Schaff, L. F. Eastman, M. Stutzmann, and M. Eickhoff, Appl. Phys. Lett. 83, 178 (2003).
106. G. Steinhoff, B. Baur, G. Wrobel, S. Ingebrandt, A. Offenhäusser, A. Dadgar, A. Krost, M. Stutzmann, and M. Eickhoff, Appl. Phys. Lett. 86, 033901 (2005); Appl. Phys. Lett. 89, 019901 (2006) (Erratum).
107. N. J. Watkins, G. W. Wicks, and Y. Gao, Appl. Phys. Lett. 75, 2602 (1999).
108. B. S. Kang, F. Ren, L. Wang, C. Lofton, W. W. Tan, S. J. Pearton, A. Dabiran, A. Osinsky, and P. P. Chow, Appl. Phys. Lett. 87, 023508 (2005).
109. B. Baur, G. Steinhoff, J. Hernando, O. Purrucker, M. Tanaka, B. Nickel, M. Stutzmann, and M. Eickhoff, Appl. Phys. Lett. 87, 263901 (2005).
110. H. Kim, P. E. Colavita, K. M. Metz, B. M. Nichols, B. Sun, J. Uhlrich, X. Wang, Th. F. Kuech, and R. J. Hamers, Langmuir 22, 8121 (2006).
111. P. Alivisatos, Nature Biotechnol. 22, 47 (2004).
112. I. Yiidiz, M. Tomasulo, and F. M. Raymo, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 11457 (2006).
113. J. F. Weng and J. C. Ren, Curr. Med. Chem. 13, 897 (2006).
114. M. G. Bawendi, M. L. Steigerwald, and L. E. Brus, Annu. Rev. Phys. Chem. 41, 477 (1990).
115. M. A. Hines and P. J. Guyot-Sionnest, Phys. Chem. 100, 468 (1996).
116. N. N. Momedova, N. A. Kotov, A. L. Rogach, and J. Studer, Nano Lett. 1, 281 (2001).
117. F. Pinaud, D. King, H.-P. Moore, and S. Weiss, J. Amer. Chem. Soc. 126, 6115 (2004).
118. B. I. Ipe, A. Shukla, H. C. Lu, B. Zou, H. Rehage, and C. M. Niemeyer, ChemPhysChem 7, 1112 (2006).