課程資訊
課程名稱
奈米材料與元件及生物感測
NANOSCALE MATERIALS & DEVICES AND BIOSENSORS 
開課學期
98-1 
授課對象
學程  奈米科技學程  
授課教師
陳逸聰 
課號
Chem5053 
課程識別碼
223 U2180 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期二5(12:20~13:10)星期五5,6(12:20~14:10) 
上課地點
普305普205 
備註
本課程中文授課,使用英文教科書。詳選課須知。外系所學生選修需經授課教師同意。大學部/研究所課程。
限學士班三年級以上 且 限本系所學生(含輔系、雙修生)
總人數上限:60人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/981nano_mdb 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

本課程第一章以介紹一維奈米材料(奈米線,奈米管,奈米帶,奈米片等)做為開始,且將著重講解由化學氣相沉積法來製備一維奈米材料。第二章介紹奈米材料之能帶構造及光譜特性。第三章講解由一維奈米半導體材料製備成場效電晶體後,此元件之電學特性。第四章介紹神經細胞之基本電學與化學之特性與功能。第五章講解由奈米線/管場效電晶體及其他奈米級偵測器做為量測生物體系及相關生化分子之工具。
本課程強調由奈米線/管場效電晶體為主體之最近研究與發展趨勢,故授課除參考所列課本之部分內容外,將以近年來已發表之學術研究論文為講解內容。 

課程目標
本課程主要目標是讓學生了解由奈米線/管場效電晶體為主體之最近研究與發展趨勢,以及應用作為量測生物體系及相關生化分子之工具。 
課程要求
學期成績評量方式採考試或繳交報告。 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
 
參考書目
Reference books
1. Biosensor: Fundamentals and Applications, by Anthony P. F. Turner,
Isao Karube, and George S. Wilson, Oxford University Press (1987).
2. Nanomaterials for Biosensors, by Challa S. S. R. Kumar, Wiley-VCH
(2007).
3. Nanodevices for the Life Sciences, by Challa S. S. R. Kumar, Wiley-
VCH (2006).
4. Introduction to Solid State Physics, 7th by Charles Kittel, John
Wiley & Sons (1996).
5. Principles of Neural Science, 4th edition by Eric R. Kandel, James H.
Schwartz, and Thomas M. Jessell, McGraw-Hill (2000).
 
評量方式
(僅供參考)
   
課程進度
週次
日期
單元主題
第1-1週
9/15  A. Catalytic growth of one-dimensional nanomaterials (a) Chemical vapor deposition method 
第1-2週
9/11  A. Catalytic growth of one-dimensional nanomaterials (b) Wire, tube, belt, sheet, etc. 
第2-1週
9/22  A. Catalytic growth of one-dimensional nanomaterials (a) Wire, tube, belt, sheet, etc. (b) Growth mechanism 
第2-2週
9/25  A. Catalytic growth of one-dimensional nanomaterials
(c) Growth mechanism 
第3-1週
10/2  B. Band theory and spectroscopic characterization (a)
Semiconductors 
第3-2週
10/6  B. Band theory and spectroscopic characterization (b)
Exciton and phonon 
第4-1週
10/9  B. Band theory and spectroscopic characterization (b)
Exciton and phonon (c) Quantum confinement 
第4-2週
10/13  B. Band theory and spectroscopic characterization (c)
Quantum confinement 
第5-1週
10/16  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (a)
Photolithographic techniques 
第5-2週
10/20  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (b) Fabrication of NT/NW-FET 
第6-1週
10/23  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (b) Fabrication of NT/NW-FET (c) Electric transport (I-Vsd and I-Vg curves) 
第6-2週
10/27  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (c) Electric transport (I-Vsd and I-Vg curves) 
第7-1週
10/30  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (d) Band bending 
第8-1週
11/6  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (e) Scattering potential (f) Light on NT/NW-FET 
第8-2週
11/10  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (g) Hysteresis effect 
第9-1週
11/13  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (h) Electrostatic and chemical potentials 
第9-2週
11/17  C. Nanotube/nanowire field-effect transistors (NT/NW-FET) (i) Debye-Hückel screening length 
第10-1週
11/20  D. Neuron cells
(a) Ion channels 
第10-2週
11/24  D. Neuron cells (b) Membrane potential 
第11-1週
11/27  D. Neuron cells (b) Membrane potential (c) Action potential 
第11-2週
12/1  D. Neuron cells (c) Action potential  
第12-1週
12/4  D. Neuron cells (d) Hodgkin-Huxley model 
第12-2週
12/8  D. Neuron cells (e) Goldman equation 
第13-1週
12/11  D. Neuron cells (e) Goldman equation (f) Synaptic transmission 
第13-2週
05/16  D. Neuron cells (f) Synaptic transmission 
第14-1週
12/15  D. Neuron cells (g) Vesicle and neurotransmitter 
第14-2週
12/18  D. Neuron cells (h) Exocytosis and endocytosis 
第15-1週
12/22  E. Nanoscale biosensors
(a) NT/NW-FET
1. Surface modification 
第15-2週
12/25  E. Nanoscale biosensors
(a) NT/NW-FET 2. Sensitivity and selectivity 
第16-1週
12/29  E. Nanoscale biosensors
(a) NT/NW-FET 3. Langmuir binding model 4. Piont-contact and sheet-contact models 
第16-2週
1/5  E. Nanoscale biosensors
(a) NT/NW-FET 5. Extracellular analyte detection 
第17-1週
1/8  E. Nanoscale biosensors (b) Dielectrophoretic force to manipulate cells 
第17-2週
1/12  E. Nanoscale biosensors (c) Fluorescence resonance energy transfer (FRET) 1.
Förster model 
第18-1週
1/15  E. Nanoscale biosensors (c) Fluorescence resonance energy transfer (FRET) 1.
Förster model (d) Miscellaneous methods 
第18-2週
1/19  E. Nanoscale biosensors (d) Miscellaneous methods