The rest of missing sections

report.tex

@@ -46,6 +46,16 @@
 	\end{figure}
 }
 
+\newcommand{\insertFullFigure}[3]{
+	\begin{figure*}[h]
+		\captionsetup{format=plain}
+		\centering
+		\includegraphics[width=0.9\textwidth]{#2}
+		\caption{#3}
+		\label{#1}
+	\end{figure*}
+}
+
 \usepackage{hyperref} 			% For hyperlinks in the PDF
 
 % Allows abstract customization
@@ -140,8 +150,8 @@
 
 \insertFigure{fig:isfet-principle}{src/ISFET-principle.png}{
 	\\ Α) Απλουστευμένο μοντέλο ενός ηλεκτροχημικού αισθητήρα με οξείδιο ως υλικό διεπαφής.
-	Το φορτίο στην επιφάνεια προκαλεί τη μεταβολή στο δυναμικό ΔΨ$_{0}$. \\
-	Β) Το ισοδύναμο κύκλωμα του μοντέλου του αισθητηρίου, όπου $\eng{C_{DL}}$, $\eng{C_{OX}}$ και $\eng{C_{b}}$ είναι οι χωρητικότητες του διαλύματος, του οξειδίου και της περιοχής εξάντλησης αντίστοιχα, όπως περιγράφονται από τους \eng{Shoorideh-Chui} \cite{Shoorideh_Chui_2014}.
+	Το φορτίο στην επιφάνεια προκαλεί τη μεταβολή στο δυναμικό ΔΨ$_{0}$.
+	\\ Β) Το ισοδύναμο κύκλωμα του μοντέλου του αισθητηρίου, όπου $\eng{C_{DL}}$, $\eng{C_{OX}}$ και $\eng{C_{b}}$ είναι οι χωρητικότητες του διαλύματος, του οξειδίου και της περιοχής εξάντλησης αντίστοιχα, όπως περιγράφονται από τους \eng{Shoorideh-Chui} \cite{Shoorideh_Chui_2014}.
 }
 
 \subsection{Τεχνολογία \eng{CMOS}}
@@ -164,14 +174,40 @@
 Αυτό έχει παρόμοια δομή με το \eng{floating-gate}, με τη διαφορά ότι υλοποιεί τη δεύτερη πύλη στο πίσω μέρος αυξάνοντας την απόκριση του αισθητήρα.
 Η μορφή αυτή μελετήθηκε κυρίως για εφαρμογές από ανάλυση \eng{pH} μέχρι ανίχνευση \eng{DNA} και χρησιμοποιεί τεχνολογία τρανζίστορ λεπτού φίλμ \cite{Spijkman_et_al_2011a}, \cite{Spijkman_et_al_2011b}.
 
-\subsection{\eng{ChemFets}}
+\subsection{\eng{ChemFETs}}
 Ένα \eng{ISFET} το οποίο έχει τροποποιηθεί ώστε να είναι ευαίσθητο σε ιόντα διαφορετικά του $Η^{+}$, ονομάζεται \eng{chem-FET} \cite{Schoning_Poghossian_2002}.
 Το βασικό συστατικό το οποίο επιτρέπει την επιλεξιμότητα του αισθητηρίου σε ορισμένα ιόντα έναντι άλλων που τυχών θα παρενέβαιναν της διαδικασίας είναι μία μεμβράνη \eng{ISM (ion-sensitive membrabe)}.
 Αυτή τοποθετείτε πάνω στην πύλη και δημιουργεί μια μη πολωμένη διεπαφή με το διάλυμα.
-Στην ιδανική περίπτωση, η διεπαφή είναι διαπερατή μόνο σε από κάποιο συγκεκριμένο ιόν, αλλά στην πράξη, τα διάφορα ιόντα παρεμβάλλονται και μεταφέρουν ένα πρόσθετο φορτίο στην πύλη μέσω της μεμβράνης, περιορίζοντας έτσι την εκλεκτικότητά της και αυξάνοντας το όριο ανίχνευσης.
-
-
-% V. EnzymeFET - VI. Προβλήματα και Αποτελέσματα
+Στην ιδανική περίπτωση, η μεμβράνη είναι διαπερατή μόνο σε από κάποιο συγκεκριμένο ιόν, αλλά στην πράξη, τα διάφορα ιόντα παρεμβάλλονται και μεταφέρουν ένα πρόσθετο φορτίο στην πύλη μέσω της μεμβράνης, περιορίζοντας έτσι την εκλεκτικότητά της και αυξάνοντας το όριο ανίχνευσης.
+Στο σχήμα \ref{fig:chemFets} φαίνονται διάφορες κατηγορίες \eng{chemFET}.
+
+\insertFullFigure{fig:chemFets}{src/ChemFETs.png}{Κατηγορίες \eng{chemFETs}}
+
+\section{\eng{EnzymeFETs}}
+Για την ανίχνευση ποιο σύνθετων μορίων απαιτείται μια διαφορετική προσέγγιση.
+Για το σκοπό αυτό έχουν παρουσιαστεί διάφορες τεχνολογίες.
+Μία από αυτές αφορά στη χρήση οξειδοαναγωγικής επιφάνειας με την ταυτόχρονη χρήση μορίων-ενζύμων τα οποία ακινητοποιούνται πάνω σε αυτή.
+Συνήθως τα προς ανίχνευση μόρια αντιδρούν με τα ένζυμα και αυτά με τη σειρά τους με την επιφάνεια μεταφέροντας εντέλει φορτίο στην πύλη.
+Τα ένζυμα μπορούν ακόμα να ακινητοποιηθούν και απευθείας πάνω στην πύλη του \eng{FET}.
+Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές όπως φυσική και χημική απορρόφηση, παγίδευση εντός πολυμερών, ομοιοπολική σύνδεση, σταυροσύνδεση και μικτή φυσικοχημική μεθόδου \cite{Schoning_Poghossian_2002}.
+\par Το πρώτο \eng{EnzymeFET} δημιουργήθηκε με εναπόθεση μεμβράνης στην πύλη με διασταυρούμενη συνδεδεμένη πενικιλλινάση.
+Όταν υπάρχει πενικιλίνη στο δείγμα, το ένζυμο καταλύει την υδρόλυση της πενικιλλίνης σε πενικιλοϊκό οξύ.
+Τα πρωτόνια που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης αλλάζουν το \eng{pH} κοντά στην πύλη, και αυτή η αλλαγή μπορεί να ανιχνευθεί \cite{Dzyadevych_et_al_2006}, \cite{Schoot_Bergveld_1987}.
+
+\section{Προβλήματα}
+Τα \eng{FET} ως αισθητήρες, όπως και όλα τα ηλεκτρονικά γενικά παρουσιάσουν προβλήματα κατά τη λειτουργίας τους.
+Κάποια πολύ βασικά προβλήματα τα οποία παρουσιάζονται σε όλες τις κατηγορίες των αισθητηρίων είναι η ολίσθηση τάσης και ο ροζ θόρυβος.
+\subsection{Ολίσθηση}
+Με τον όρο ολίσθηση τάσης εννοούμε την αλλαγή της τάσης εξόδου της διάταξης με την πάροδο του χρόνου.
+Τα ISFET συνήθως κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας κάποιο οξείδιο ως αισθητήρια επιφάνεια.
+Αυτές οι επιφάνειες έχουν μια μονοτονική ολίσθηση στην που οφείλονται στο στρώμα οξειδίου \cite{Jamasb et al_1998}.
+Αυτή η ολίσθηση είναι συνήθως ισχυρότερη όταν ο αισθητήρας εκτίθεται σε κάποιο διάλυμα και αρχίζει να σταθεροποιείται στη συνέχεια.
+Οι τεχνικές αντιστάθμισης για την ολίσθηση περιλαμβάνουν αλγόριθμους διόρθωσης \cite{Hammond et al_2005}, ειδικά σχεδιασμένα κύκλωματα \eng{front-end} \cite{Hu_Georgiou_2014} και άλλα.
+
+\subsection{Ροζ θόρυβος}
+Ένα ακόμα φαινόμενο που παρατηρείται κατά τη λειτουργία των \eng{ISFET} είναι ο ροζ θόρυβος ή αλλιώς $1/f$ \eng{noise}.
+Αυτός εκδηλώνεται ως ολίσθηση που προκαλείται από τυχαίες διακυμάνσεις σε μεγάλα χρονικά διαστήματα.
+Ωστόσο ο θόρυβος αυτός έχει κληρονομηθεί στα \eng{ISFET} από την τεχνολογία \eng{CMOS}\cite{Jakobson_Nemirovsky_1999}.
 
 \section{\eng{DNA} και \eng{RNA testing}}
 Τέλος, θα παρουσιαστεί μια εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου βιοχημικού μικροαισθητήρα πάνω σε τεχνολογία \eng{CMOS}. Αυτός χρησιμοποιείται για την ανίχνευση του \eng{DNA} ή \eng{RNA} παθογόνων μικροοργανισμών όπως \eng{Influenza A, Influenza B, Polio} και διαφόρων άλλων ιών. Ο μικροαισθητήρας αυτός χρησιμοποιεί έναν ΣΔ \eng{current-sensing modulator} ως ανιχνευτή και μια \eng{reverse-biased CMOS diode} ως μετατροπέα φωτονίων σε ηλεκτρόνια. Στη συνέχεια θα γίνει αναλυτικότερη εξήγηση της αρχής λειτουργίας του κυκλώματος εφόσον πρώτα παρουσιαστεί η γενική αρχή λειτουργίας ανίχνευσης μικροοργανισμών. 
@@ -205,21 +241,21 @@
 
 \bibitem{Bausells_et_al_1999}
 \eng{
-   Bausells, J., Carrabina, J., Errachid, A., Merlos, A., "Ion-sensitive field-effect transistors fabricated in a commercial cmos technology", Sens. Actuators B: Chem. vol. 57, pp. 56–62, 1999.
+   Bausells, J., Carrabina, J., Errachid, A., Merlos, A., "Ion-sensitive field-effect transistors fabricated in a commercial cmos technology", Sens. Actuators B: Chem., vol. 57, pp. 56–62, 1999.
 }
 \bibitem{Hu_Georgiou_2014}
 \eng{
-   Hu, Y., Georgiou, P., "A robust isfet ph-measuring front-end for chemical reaction monitoring", IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst. vol. 8, pp. 177–185. 2014.
+   Hu, Y., Georgiou, P., "A robust isfet ph-measuring front-end for chemical reaction monitoring", IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst., vol. 8, pp. 177–185. 2014.
 }
 
 \bibitem{Shen_et_al_2003}
 \eng{
-   Shen, N.Y.-M., Liu, Z., Lee, C., Minch, B.A., Kan, E.C.-C., "Charge-based chemical sensors: a neuromorphic approach with chemoreceptive neuron mos (C}ν\eng{MOS) transistors", IEEE Trans. Electron Devices vol. 50, pp. 2171–2178, 2003.
+   Shen, N.Y.-M., Liu, Z., Lee, C., Minch, B.A., Kan, E.C.-C., "Charge-based chemical sensors: a neuromorphic approach with chemoreceptive neuron mos (C}ν\eng{MOS) transistors", IEEE Trans. Electron Devices, vol. 50, pp. 2171–2178, 2003.
 }
 
 \bibitem{Spijkman_et_al_2011a}
 \eng{
-	Spijkman, M., Smits, E.C.P., Cillessen, J.F.M., Biscarini, F., Blom, P.W.M., de Leeuw, D.M., "Beyond the nernst-limit with dual-gate zno ion-sensitive field-effect transistors", Appl. Phys. Lett. vol. 98, 043502, 2011a.
+	Spijkman, M., Smits, E.C.P., Cillessen, J.F.M., Biscarini, F., Blom, P.W.M., de Leeuw, D.M., "Beyond the nernst-limit with dual-gate zno ion-sensitive field-effect transistors", Appl. Phys. Lett., vol. 98, 043502, 2011a.
 }
 
 \bibitem {Spijkman_et_al_2011b}
@@ -228,9 +264,34 @@
 }
 \bibitem{Schoning_Poghossian_2002}
 \eng{
-	Schoning, M.J., Poghossian, A., "Recent advances in biologically sensitive field-effect transistors (biofets)", Analyst vol. 127, pp. 1137–1151. 2002. 
+	Schoning, M.J., Poghossian, A., "Recent advances in biologically sensitive field-effect transistors (biofets)", Analyst, vol. 127, pp. 1137–1151. 2002. 
+}
+
+\bibitem{Schoot_Bergveld_1987}
+\eng{
+	van der Schoot, B.H., Bergveld, P., "Isfet based enzyme sensors", Biosensors, vol. 3, issue 3, pp. 161–186. 1987.
 }
 
+\bibitem{Dzyadevych_et_al_2006}
+\eng{
+	Dzyadevych, S.V., Soldatkin, A.P., El'skaya, A.V., Martelet, C., Jaffrezic-Renault, N., "Enzyme biosensors based on ion-selective field-effect transistors", Anal. Chim. Acta, vol. 568, pp. 248–258. 2006. 
+}
+
+\bibitem{Jamasb_et_al_1998}
+\eng{
+	Jamasb, S., Collins, S., Smith, R.L., "A physical model for drift in ph ISFETs", Sens. Actuators B: Chem., vol. 49, pp. 146–155. 1998. 
+}
+
+\bibitem{Hammond_et_al_2005}
+\eng{
+	Hammond, P.A., Ali, D., Cumming, D.R.S., "A system-on-chip digital ph meter for use in a wireless diagnostic capsule", IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 52, pp. 687–694. 2005. 
+}
+\bibitem{Jakobson_Nemirovsky_1999}
+\eng{
+	Jakobson, C.G., Nemirovsky, Y., "1/f noise in ion sensitive field effect transistors from subthreshold to saturation", IEEE Trans. Electron Devices, vol. 46, pp. 259–261, 1999.
+}
+
+
 
 \end{thebibliography}