单层 MoS2 中的电化学反应：逐原子开启纳米孔
软凝聚态物质
2023-07-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
基于二维材料的超薄纳米孔膜在 DNA 测序方面展现了终极分辨率。其中，二硫化钼 (MoS2) 表现出长期稳定性以及卓越的灵敏度，从而实现高通量性能。传统的纳米级精度纳米孔制备方法基于在透射电子显微镜 (TEM) 中使用聚焦电子束。这种纳米孔制备过程耗时、昂贵、不可扩展且难以控制在 1 nm 以下。在此，我们利用了 MoS2 的电化学活性，开发了一种便捷且可扩展的方法，利用电化学反应 (ECR) 在单层 MoS2 中以亚纳米精度可控地制造纳米孔。单层 MoS2 表面的电化学反应始于缺陷或单原子空位处，随后从单层 MoS2 晶格中连续移除单个原子或晶胞，最终形成纳米孔。生长中纳米孔的离子电流呈现阶梯状特征，为根据广泛使用的电导与孔径模型推断的纳米孔尺寸提供了直接反馈。此外，当使用新制备的 MoS2 纳米孔时，可以原位检测到 DNA 易位。这种方法的原子级分辨率和可操作性为二维膜中纳米孔的大规模生产铺平了道路，有望用于固态纳米孔测序。
引用
@article{arxiv.1504.04962,
title = {Electrochemical reaction in single layer MoS2: nanopores opened atom by atom},
author = {J. Feng and K. Liu and M. Graf and M. Lihter and R. D. Bulushev and D. Dumcenco and D. T. L. Alexander and D. Krasnozhon and T. Vuletic and A. Kis and A. Radenovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.04962},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 4 figures