In this thesis, solution gate field effect transistors (SGFETs) based on surface conductive, hydrogen-terminated diamond are investigated. In-liquid electrolyte-gated Hall effect experiments were used to study the electronic transport of carriers in the p-type channel. Different scattering mechanisms were found to limit the Hall mobility, depending on the level of nitrogen impurities and the surface orientation. The gate-dependent accumulation of holes at the diamond/electrolyte interface was studied. Corresponding simulations reveal that the hydrophobicity of the diamond surface, influencing the structure of interfacial water, is decisive to understand this charge accumulation. Finally, the application of SGFETs in several fields was discussed, including the demonstration of SGFETs based on graphene. The thesis concludes with the presentation of the use of diamond SGFETs for the detection of cell signals, setting the basis for future diamond-based bioelectronic devices.      «

In this thesis, solution gate field effect transistors (SGFETs) based on surface conductive, hydrogen-terminated diamond are investigated. In-liquid electrolyte-gated Hall effect experiments were used to study the electronic transport of carriers in the p-type channel. Different scattering mechanisms were found to limit the Hall mobility, depending on the level of nitrogen impurities and the surface orientation. The gate-dependent accumulation of holes at the diamond/electrolyte interface was st...     »

Gegenstand dieser Arbeit sind Elektrolyt-Gate Feldeffekttransistoren (SGFET) aus Oberflächen-leitfähigem Wasserstoff-terminiertem Diamant. Der elektronische Transport von Ladungsträgern im Lochkanal wurde mit Hilfe von Hall Effekt Experimenten im Elektrolyt gemessen. Verschiedene Streumechanismen limitieren die Hall-Beweglichkeit abhängig von der Kristallorientierung und dem Anteil an Stickstoff Fremdatomen. Die Gate-abhängige Akkumulation von Löchern an der Diamant/Elektrolyt Grenzfläche wurde untersucht. Entsprechende Simulationen zeigen, dass die Hydrophobizität der Diamantoberfläche, und ihr Einfluss auf die Struktur des Wassers an der Grenzfläche, entscheidend für das Verständnis dieser Ladungsträgerakkumulation ist. Schließlich wird die Anwendung von SGFETs in mehreren Bereichen behandelt, u. a. wurde das SGFET-Konzept auf Graphene übertragen. Abschließend wird die Verwendung von Diamant SGFETs für die Detektion von Zellsignalen demonstriert, und damit die Basis für zukünftige Diamant-basierte bioelektronische Bauteile gelegt.     «

Gegenstand dieser Arbeit sind Elektrolyt-Gate Feldeffekttransistoren (SGFET) aus Oberflächen-leitfähigem Wasserstoff-terminiertem Diamant. Der elektronische Transport von Ladungsträgern im Lochkanal wurde mit Hilfe von Hall Effekt Experimenten im Elektrolyt gemessen. Verschiedene Streumechanismen limitieren die Hall-Beweglichkeit abhängig von der Kristallorientierung und dem Anteil an Stickstoff Fremdatomen. Die Gate-abhängige Akkumulation von Löchern an der Diamant/Elektrolyt Grenzfläche wurde...     »