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Increasing the speed of solid-state nanopores

机译：加快固态纳米孔的速度

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摘要

In this work, the authors studied the time response of solid-state nanopores to the applied potentials and the corresponding capacitances. They primarily examined the effect of the doping of the silicon substrates as well as the addition of dielectrics above and below the device membrane. For simple silicon nitride membranes on a moderately doped Si, the measured RC time constants in 1M KC1 are on the order of hundreds of microseconds or larger. The authors found that the silicon substrate's doping level has a significant effect on the equivalent circuit of the device and the use of a more lightly doped Si significantly speeds up the device response. They attributed this effect to the reduction of depletion layer capacitance at the Si-electrolyte interfaces. In the best device structure tested, time constants of —425 ns were observed in M KC1, which is much faster than most DNA translocation times and on the same order of magnitude as the transit time of each base through typical nanopores.
机译：在这项工作中，作者研究了固态纳米孔对施加电势和相应电容的时间响应。他们主要研究了掺杂硅衬底以及在器件膜上方和下方添加电介质的影响。对于中等掺杂硅上的简单氮化硅膜，在1M KC1中测得的RC时间常数约为数百微秒或更大。作者发现，硅衬底的掺杂水平对器件的等效电路有重大影响，而掺杂更轻的Si可以显着加快器件的响应速度。他们将这种影响归因于硅电解质界面上耗尽层电容的减小。在测试的最佳器件结构中，在M KC1中观察到的时间常数为-425 ns，这比大多数DNA转运时间快得多，并且与每个碱基通过典型纳米孔的转运时间相同数量级。

著录项

  • 来源
    《Journal of Vacuum Science & Technology》 |2011年第3期|p.032206.1-032206.5|共5页
  • 作者

    Philip S. Waggoner; Aaron T. Kuan; Stas Polonsky; Hongbo Peng; Stephen M. Rossnagel;

  • 作者单位

    IBM T.J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York 10598;

    IBM T.J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York 10598;

    IBM T.J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York 10598;

    IBM T.J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York 10598;

    IBM T.J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York 10598;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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