生物纳米电子学

Contents 
1  Fundamentals on Bionanotechnologies   1 
1.1  TransportPhenomenaattheNanoscale  1 
1.2  Nanotechnologiesfor BionanoelectronicDevices  18 
1.2.1 Deposition Techniques for BionanoelectronicDevices  18 
1.2.2 Nanolithography  20 
1.2.3 Nanomaterials  27 
1.3 Conduction Properties of BiologicalMaterials  35 
1.4 Micro.uidics and Nano.uidics  46 
References   54 
2  Sensing of Biomolecules   57 
2.1  Nanotransistors Based on Nanotubes, Nanowires, andGrapheneforBiosensing  57 
2.2 DNA Detection and SequencingUsing Nanopores   73 
2.3 MEMS/NEMS Biodetection  80 
2.4 Plasmonics Biodetection  87 
2.5 NanoelectronicNoses and Various Disease Detection   98 
References   102 
3  Imaging and Manipulation of Biomolecules   107 
3.1 Bioapplications of Atomic Force Microscopy  107 
3.2 Bioapplicationsof Scanning TunnelingMicroscopy  114 
3.3 ManipulationofBiologicalMaterials  117 
References   123 
4  Nanomedicine   127 
4.1  Drug Deliveryand Healing Based on Nanomaterials   127 
4.2  Biochips—DNAArraysandOtherChipsforDiagnosis  144 
4.3 Arti.cial Tissues and Organs  146 
References   148 
5  Biomolecular Architecture for Nanotechnology   151 
5.1 DNA-BasedMolecularArchitectures  152 
5.2 Self-Assembled DNA Nanowires   155 
5.3 Two-and Three-DimensionalBioarchitectures as Scaffolds  159 
5.4 NonperiodicBiologicalScaffoldsforInorganicStructures  165 
5.5 InorganicScaffolds for Biomolecules  169 
References   170 
6  Biomolecular Machines   173 
6.1 BiologicalActuatorsandSwitches  174 
6.2 Biological Walkers  180 
6.3 Biological Motors  183 
References   187 
7  Biomolecular Computing   189 
7.1 Principles of Biomolecular Computing   189 
7.2 Boolean BiomolecularComputing   192 
7.3 Self-AssemblyBiomolecularComputing  198 
7.4 Biomolecular Logical Deductions  200 
7.5 Biomolecular Memory Devices   201 
7.6 Logical Drug Delivery and In Vivo Computation   203 
References   205 
8  Bioinspired Devices   207 
8.1 Bioinspired Materials   208 
8.2 Bioinspired Devices  215 
8.3 Bioinspired TechnologicalProcesses   222 
8.4 Devices Mimicking Biological Organs/Functionalities   224 
References   229 
9  Nano-Bio Integration   233 
9.1 Nano-bioMaterials for Electronics and Optoelectronics  233 
9.2 Nano-bioMechanical Devices  236 
9.3 Nanobioelectronicsand Optoelectronics  239 
References   246 
Index   249 
About the Authors   253