基于集成纳米孔的微波谐振器对单纳米颗粒的介电检测

在液体中对单个纳米颗粒进行表征是环境、材料与生物科学的一项关键挑战。为检测纳米颗粒,电子学方法因其紧凑性与较低成本而尤为可取。的确,在单分子与单纳米颗粒检测方面,电阻脉冲传感在过去二十年中已显著进步。虽然电阻脉冲传感被广泛用于获取几何尺寸信息,但用于获取纳米颗粒介电特征的阻抗测量鲜有报道。为探索这一正交传感模式,我们开发了一种基于微波谐振器的阻抗传感器,其具有环绕纳米孔的纳米级传感间隙。单纳米颗粒接近传感区域及其穿过纳米孔的易位引起了结构阻抗的突变。阻抗变化进而由微波谐振器的相位响应拾取。我们使用 100 nm 与 50 nm 聚苯乙烯纳米颗粒来观测单颗粒事件。我们当前的实现受限于传感区域的非均匀电场。该工作为纳米颗粒表征提供了一种互补传感模式,其中决定信号的是介电响应而非离子电流。