在尝试制造基于石墨烯的传感器时，常见的挑战是导致高水平的电子噪声，从而降低其有效性。在最近的一项工作中，一个国际研究小组提出了一种基于石墨烯的半导体器件，当其电荷为中性时（称为中性点）可降低电子噪声。该小组实现了这个中立点，而不需要以前阻止这些方法用于便携式传感器应用的庞大的磁性设备。

在概念验证设备中，研究人员使用他们的新传感方案来检测皮摩尔浓度的HIV相关DNA杂交。该团队用石墨烯制造了一个电荷检测器，可以检测到靠近其表面的极少量电荷。该装置的传感原理依赖于通过场效应检测电荷种类，这导致石墨烯在吸附传感器表面上的带电分子时的电导率发生变化。

“石墨烯非常适合这种应用，”该团队成员解释道。“石墨烯在其他固态材料中是独一无二的，因为所有碳原子都位于表面，使得石墨烯表面对于检测环境变化非常敏感。”然而，该团队指出，能够创建实用的电化学门控石墨烯用于检测带电物质的基于场效应的晶体管还需要少量的电子噪声，其存在从根本上限制了传感器的分辨率。

“我相信我们已经发现了一种优雅而简单的方法来提高下一代石墨烯电子生化传感器设备的灵敏度，”该团队表示。“我们的设备能够在低噪声中性点运行，而无需使用石墨烯的其他方法所依赖的复杂磁性设备。”

研究人员补充说，可以在不影响传感响应的情况下降低电子噪声，与传统操作的石墨烯晶体管相比，可以显着提高信噪比，从而测量电导率。通过利用石墨烯场效应晶体管的独特性质之一来实现这种降噪和保持感测响应：其在中性点附近的双极性（均为n型或p型）行为。

这个中性点出现在石墨烯中，是材料中电导的最低点，也是石墨烯独特电子能带结构的结果。在这个低电导点，石墨烯传感器可以在较低的噪声水平下操作。虽然这不会影响传感响应，但它确实降低了器件的信噪比，从而整体改善了传感响应。

最新设备的另一个特点是使用所谓的原位“电化学清洗”来确保石墨烯表面清洁，这是一种新技术，旨在使石墨烯电子生物传感器能够提供可靠的性能。

虽然他们能够测试他们对HIV的感知方案，但在该设备进入下一代生化传感器之前必须做更多的工作。首先，该团队认为有必要扩大小型石墨烯电子阵列。此外，还应将微流体或纳米流体液体处理集成到阵列中。还需要在每个装置上进行现场电化学清洁以及更多的表面官能化以适应不同的生物分子检测情况。

研究人员打算将这种低噪声技术用于其他单分子检测方法，并在按比例放大时评估传感器性能。