石墨烯纳米孔传感器制造与单分子过孔形态检测
Journal of Mechanical Engineering（2022）
摘要
石墨烯是已知最薄的二维材料,其厚度仅为0.335 nm.与传统固态纳米孔相比,石墨烯纳米孔传感器具有极高的检测分辨率.通过MEMS工艺与二维材料湿法转移工艺组合制造出石墨烯薄膜芯片.其中,使用Raman和氦离子显微镜成像判别转移后石墨烯质量.随后,采用氦离子束刻蚀技术在单层石墨烯薄膜上制造出直径为20 nm的石墨烯纳米孔.测量出石墨烯纳米孔传感器电流-电压关系,与经典纳米孔电导理论符合.本论文研究表明单层石墨烯纳米孔传感器检测可检测出牛血清蛋白(Bovine serum albumin,BSA)水平,垂直和旋转三种过孔形态,阻塞电流值分别为1200 pA,150 A,650 pA.同时也辨识出多分子同时过孔信号,BSA分子排列成三角形状穿过石墨烯纳米孔.
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