用于纳米孔传感的超薄长寿命氮化硅膜
材料科学
2023-03-30 v2 软凝聚态物质
化学物理
摘要
薄膜在基于纳米孔的单分子传感中备受青睐，而在 \lesssim10 nm 厚度区间制备此类薄膜具有挑战性，该区间可通过纳米孔传感获取大量有用的分子信息。本工作中，我们提出一种可扩展且可控的方法，利用标准硅工艺和氢氟酸（HF）化学蚀刻制备有效厚度低至约1.5 nm的氮化硅（SixNy）膜。采用可控击穿法制作纳米孔，估计孔径低至约1.8 nm，分别从dsDNA和牛血清白蛋白（BSA）蛋白产生超过500,000和超过1,800,000个事件，证明了通过我们的膜制作的孔的高性能与长寿命。我们使用两种不同成分的SixNy（近化学计量和富硅SixNy）制备膜，并与商用膜进行比较。膜的最终厚度使用椭偏仪测量，与根据体蚀刻速率和DNA易位特征计算的值吻合良好。膜层的化学计量与密度通过卢瑟福背散射谱表征，而纳米孔通过pH-电导、电导率-电导和功率谱密度（PSD）图进行表征。
引用
@article{arxiv.2201.09024,
title = {Ultra-Thin, High-Lifetime Silicon Nitride Membranes for Nanopore Sensing},
author = {Shankar Dutt and Buddini I. Karawdeniya and Y. M. Nuwan D. Y. Bandara and Nahid Afrin and Patrick Kluth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.09024},
year = {2023}
}