机械工程学报

作者：袁志山, 戴敏, 郑李娟, 王成勇

单位：1. 广东工业大学广东省微创手术器械设计与精密制造重点实验室 广州 510006;2. 广东工业大学机电工程学院 广州 510006

关键词：石墨烯,纳米孔传感器,聚焦离子束,BSA分子检测；

基金：广东省自然科学基金(2021A1515012457);国家自然科学基金(51805098);广州市科技计划(201804010195)资助项目。

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。

来源：2022年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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