Study of ion transport in single solid state nanopores formed by optical and ion lithography

This work is dedicated to the study of transport properties of solid-state nanopores. Nanopores with a diameter of 35-40 nm formed in a thin "free-standing" silicon nitride membrane of 300 nm thick. An experimental setup has been developed to study the transport characteristics of a single nanopores. Based on the results of electrical measurements, the pore conductivity was calculated for concentrations of KCl electrolyte in the range of 10^(-4) - 1 M. An increase of nanopore conductivity was observed with an increase of the electrolyte concentration above 10^(-)2 M. This dependence can be explained by the electrical double layer overlapping that leads to appearance of a charged region inside the nanopore.
Данная работа посвящена изучению транспортных свойств твердотельных нанопор. Нанопоры диаметром 35-40 нм были сформированы в тонкой "свободно стоящей" мембране из нитрида кремния толщиной 300 нм. Была разработана экспериментальная установка для изучения транспортных характеристик одиночных нанопор. На основании результатов электрических измерений была рассчитана проводимость нанопор для концентраций электролита KCl в диапазоне 10^(-4) – 1 М. Увеличение проводимости нанопор наблюдается при увеличении концентрации электролита выше 10^(-2) М. Эта зависимость может быть объяснена перекрытием двойного электрического слоя, что приводит к появлению заряженной области внутри нанопор.