基于纳米尺度生物传感器的分子通信接收机的物理设计
摘要：分子通信（MC）利用分子对信息进行编码、传输和接收的方式，是实现纳米级设备协调的一种有前景的手段。该范式已经从各个方面进行了广泛研究，包括信道建模和噪声分析。然而，对于分子接收器和发射器的物理设计，即设想未来纳米机器具有固有的分子接收和传输能力的生物合成细胞，却付出了相对较少的关注。然而，这种假设导致了设想的应用需要复杂的通信接口和协议，而设想的生物纳米机器的计算能力非常有限。在本文中，我们研究了在合成生物领域以外的物理领域设计分子接收器的可行性，以满足纳米网络应用的基本要求。我们首先回顾了最先进的生物传感方法，以确定它们是否可以启发接收器的设计。我们发现，基于纳米尺度场效应晶体管的电生物传感器技术（bioFET）是设计分子接收器的一个特别有用的起点。我们重点讨论了基于bioFET的分子接收器的概念方法，并提供了关于它们的工作原理、性能指标和设计参数的指导方针。然后，我们为硅纳米线（SiNW）FET基分子接收器提供了一个简单的信号流模型。最后，我们讨论了实现接收器的实际挑战，并从通信理论的角度提出了未来的研究途径。
作者：Murat Kuscu and Ozgur B. Akan
论文ID：1508.05417
分类：Emerging Technologies
分类简称：cs.ET
提交时间：2016-03-29