Publication:
ИССЛЕДОВАНИЕ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ПОРЫ В МЕМБРАНЕ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ СРЕДСТВАМИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Файлы
380-989-1-PB.pdf(1.19 MB)
Дата
2024
Авторы
Замятина, О. В.
Еганова, Е. М.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
НИЯУ МИФИ
Научные группы
Организационные подразделения
OrgUnit Logo
Организационная единица
Институт нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике
Институт ИНТЭЛ занимается научной деятельностью и подготовкой специалистов в области исследования физических принципов, проектирования и разработки технологий создания компонентной базы электроники гражданского и специального назначения, а также построения современных приборов на её основе. ​Наша основная цель – это создание и развитие научно-образовательного центра мирового уровня в области наноструктурных материалов и устройств электроники, спинтроники, фотоники, а также создание эффективной инновационной среды в области СВЧ-электронной и радиационно-стойкой компонентной базы, источников ТГц излучения, ионно-кластерных технологий материалов.​
Выпуск журнала
Уменьшенное изображение
Выпуск журнала
Аннотация
Перспективной системой для создания биосенсоров нового поколения является твердотельная пора, размеры которой сопоставимы с исследуемой молекулой. Суть детектирования и анализа частиц заключается в регистрации ионных токов, протекающих через пору. При этом в момент, когда в пору проникает молекула исследуемого объекта, величина тока изменяется в зависимости от размера и формы частицы. Следовательно, масштабы данных изменений могут являться признаком, позволяющим производить детектирование определенных частиц. Интерпретация результатов экспериментов по измерению вольт-амперных характеристик (ВАХ) нанопор является комплексной задачей, одним из решений которой может стать создание численной модели твердотельной нанопоры. В работе представлено создание математической модели исследуемых образцов твердотельных пор в мембране из нитрида кремния в программе COMSOL MultiPhysics®. Произведено моделирование процесса протекания ионного тока через поры различного диаметра, получены соответствующие ВАХ. Для верификации модели создана методика измерения ВАХ реальных образцов мембран, отработанная при проведении ряда экспериментов по измерению ВАХ образцов с порами диаметром 1–57 мкм и 55–140 нм. Установлено, что отклонение результатов моделирования от результатов эксперимента составляет порядка 30 % для измерений пор диаметром меньше 70 нм и не превышает 10–15 % в остальных случаях. Работа показывает отклик системы на пропускание наночастиц золота диаметром 40 нм. В России полномасштабных работ по созданию подобных математических моделей твердотельных пор и их измерению не проводится. Данная работа может служить отправной точкой для проведения серии экспериментов по измерению твердотельных нанопор.
Описание
Ключевые слова
Цитирование
Замятина О.В., Еганова Е.М. ИССЛЕДОВАНИЕ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ПОРЫ В МЕМБРАНЕ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ СРЕДСТВАМИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. Вестник НИЯУ МИФИ. 2024;13(6):422-429. https://doi.org/10.26583/vestnik.2024.6.6. EDN: SGDDSR
URI
https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/30464
Коллекции