We describe the use of slow highly charged ions as a simple tool for the fabrication of nanopores with well-defined diameters typically between 10 and 20 nm in freestanding, 1 nm thick carbon nanomembranes (CNMs). When CNMs are exposed to a flux of highly charged ions, for example Xe40+, each individual ion creates a circular nanopore, the size of which depends on the kinetic and potential energy of the impinging ion. The controlled fabrication of nanopores with a uniform size opens a path for the application of CNM based filters in nanobiotechnology.

1.
W.
Eck
,
A.
Küller
,
M.
Grunze
,
B.
Völkel
, and
A.
Gölzhäuser
,
Adv. Mater.
17
,
2583
(
2005
).
2.
A.
Turchanin
and
A.
Gölzhäuser
,
Prog. Surf. Sci.
87
,
108
(
2012
).
3.
A.
Turchanin
,
A.
Beyer
,
C. T.
Nottbohm
,
X.
Zhang
,
R.
Stosch
,
A. S.
Sologubenko
,
J.
Mayer
,
P.
Hinze
,
T.
Weimann
, and
A.
Gölzhäuser
,
Adv. Mater.
21
,
1233
(
2009
).
4.
X.
Zhang
,
A.
Beyer
, and
A.
Gölzhäuser
,
Beilstein J. Nanotechnol.
2
,
826
(
2011
).
5.
C. T.
Nottbohm
,
A.
Beyer
,
A. S.
Sologubenko
,
I.
Ennen
,
A.
Hutten
,
H.
Rosner
,
W.
Eck
,
J.
Mayer
, and
A.
Gölzhäuser
,
Ultramicroscopy
108
,
885
(
2008
).
6.
A.
Gölzhäuser
and
C.
Wöll
,
ChemPhysChem
11
,
3201
(
2010
).
7.
A.
Beyer
,
A.
Godt
,
I.
Amin
,
C. T.
Nottbohm
,
C.
Schmidt
,
J.
Zhao
, and
A.
Gölzhäuser
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
10
,
7233
(
2008
).
8.
A.
Turchanin
,
A.
Tinazli
,
M.
El-Desawy
,
H.
Großmann
,
M.
Schnietz
,
H. H.
Solak
,
R.
Tampé
, and
A.
Gölzhäuser
,
Adv. Mater.
20
,
471
(
2008
).
9.
A.
Biebricher
,
A.
Paul
,
P.
Tinnefeld
,
A.
Gölzhäuser
, and
M.
Sauer
,
J. Biotechnol.
112
,
97
(
2004
).
10.
Z.
Zheng
,
C. T.
Nottbohm
,
A.
Turchanin
,
H.
Muzik
,
A.
Beyer
,
M.
Heilemann
,
M.
Sauer
, and
A.
Gölzhäuser
,
Angew. Chem., Int. Ed.
49
,
8493
(
2010
).
11.
I.
Amin
,
M.
Steenackers
,
N.
Zhang
,
A.
Beyer
,
X.
Zhang
,
T.
Pirzer
,
T.
Hugel
,
R.
Jordan
, and
A.
Gölzhäuser
,
Small
6
,
1623
(
2010
).
12.
I.
Amin
,
M.
Steenackers
,
N.
Zhang
,
R.
Schubel
,
A.
Beyer
,
A.
Gölzhäuser
, and
R.
Jordan
,
Small
7
,
683
(
2011
).
13.
M.
Schnietz
,
A.
Turchanin
,
C. T.
Nottbohm
,
A.
Beyer
,
H. H.
Solak
,
P.
Hinze
,
T.
Weimann
, and
A.
Gölzhäuser
,
Small
5
,
2651
(
2009
).
14.
C. T.
Nottbohm
,
A.
Turchanin
,
A.
Beyer
,
R.
Stosch
, and
A.
Gölzhäuser
,
Small
7
,
874
(
2011
).
15.
F.
Aumayr
,
A. S.
El-Said
, and
W.
Meissl
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
266
,
2729
(
2008
).
16.
F.
Aumayr
,
S.
Facsko
,
A. S.
El-Said
,
C.
Trautmann
, and
M.
Schleberger
,
J. Phys.: Condens. Matter
23
,
393001
(
2011
).
17.
18.
A. S.
El-Said
,
R.
Heller
,
W.
Meissl
,
R.
Ritter
,
S.
Facsko
,
C.
Lemell
,
B.
Solleder
,
I. C.
Gebeshuber
,
G.
Betz
,
M.
Toulemonde
,
W.
Moller
,
J.
Burgdörfer
, and
F.
Aumayr
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
237601
(
2008
).
19.
A. S.
El-Said
,
R. A.
Wilhelm
,
R.
Heller
,
S.
Facsko
,
C.
Lemell
,
G.
Wachter
,
J.
Burgdörfer
,
R.
Ritter
, and
F.
Aumayr
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
117602
(
2012
).
20.
A. S.
El-Said
,
R.
Heller
,
F.
Aumayr
, and
S.
Facsko
,
Phys. Rev. B
82
,
033403
(
2010
).
21.
T.
Peters
,
C.
Haake
,
J.
Hopster
,
V.
Sokolovsky
,
A.
Wucher
, and
M.
Schleberger
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
267
,
687
(
2009
).
22.
R.
Heller
,
S.
Facsko
,
R. A.
Wilhelm
, and
W.
Möller
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
096102
(
2008
).
23.
R.
Ritter
,
R. A.
Wilhelm
,
R.
Ginzel
,
G.
Kowarik
,
R.
Heller
,
A. S.
El-Said
,
R. M.
Papaléo
,
W.
Rupp
,
J. R.
Crespo López-Urrutia
,
J.
Ullrich
,
S.
Facsko
, and
F.
Aumayr
,
EPL
97
,
13001
(
2012
).
24.
M.
Tona
,
H.
Watanabe
,
S.
Takahashi
,
N.
Nakamura
,
N.
Yoshiyasu
,
M.
Sakurai
,
T.
Terui
,
S.
Mashiko
,
C.
Yamada
, and
S.
Ohtani
,
Surf. Sci.
601
,
723
(
2007
).
25.
M.
Tona
,
Y.
Fujita
,
C.
Yamada
, and
S.
Ohtani
,
Phys. Rev. B
77
,
155427
(
2008
).
26.
R.
Ritter
,
G.
Kowarik
,
W.
Meissl
,
L.
Süss
,
L.
Maunoury
,
H.
Lebius
,
C.
Dufour
,
M.
Toulemonde
, and
F.
Aumayr
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
268
,
2897
(
2010
).
27.
R.
Ritter
,
G.
Kowarik
,
W.
Meissl
,
A. S.
El-Said
,
L.
Maunoury
,
H.
Lebius
,
C.
Dufour
,
M.
Toulemonde
, and
F.
Aumayr
,
Vacuum
84
,
1062
(
2010
).
28.
F.
Grossmann
,
R.
Heller
,
M.
Kreller
,
U.
Kentsch
,
S.
Landgraf
,
V. P.
Ovsyannikov
,
M.
Schmidt
,
F.
Ullmann
, and
G.
Zschornack
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
256
,
565
(
2007
).
29.
I.
Horcas
,
R.
Fernandez
,
J. M.
Gomez-Rodriguez
,
J.
Colchero
,
J.
Gomez-Herrero
, and
A. M.
Baro
,
Rev. Sci. Instrum.
78
,
013705
(
2007
).
30.
M. D.
Abramoff
,
P. J.
Magalhaes
, and
S. J.
Ram
,
Biophoton. Int.
11
,
36
(
2004
), available at: http://igitur-archive.library.uu.nl/med/2011-0512-200507/ImageJ.pdf.
31.
M. C.
Lemme
,
D. C.
Bell
,
J. R.
Williams
,
L. A.
Stern
,
B. W. H.
Baugher
,
P.
Jarillo-Herrero
, and
C. M.
Marcus
,
ACS Nano
3
,
2674
(
2009
).
32.
A.
Arnau
,
F.
Aumayr
,
P. M.
Echenique
,
M.
Grether
,
W.
Heiland
,
J.
Limburg
,
R.
Morgenstern
,
P.
Roncin
,
S.
Schippers
,
R.
Schuch
,
N.
Stolterfoht
,
P.
Varga
,
T. J. M.
Zouros
, and
H. P.
Winter
,
Surf. Sci. Rep.
27
,
117
(
1997
).
33.
T.
Schenkel
,
A. V.
Hamza
,
A. V.
Barnes
, and
D. H.
Schneider
,
Prog. Surf. Sci.
61
,
23
(
1999
).
34.
H. P.
Winter
and
F.
Aumayr
,
J. Phys. B
32
,
R39
(
1999
).
35.
F.
Aumayr
and
H. P.
Winter
,
Philos. Trans. R. Soc. London
362
,
77
(
2004
).
36.
J. F.
Ziegler
,
J. P.
Biersack
, and
U.
Littmark
,
The Stopping and Range of Ions in Matter
(
Pergamon
,
New York
,
1985
).
37.
J.
Burgdörfer
,
P.
Lerner
, and
F. W.
Meyer
,
Phys. Rev. A
44
,
5674
(
1991
).
38.
I. S.
Bitensky
and
E. S.
Parilis
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
21
,
26
(
1987
).
39.
P.
Stampfli
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
107
,
138
(
1996
).
40.
P.
Stampfli
and
K. H.
Bennemann
,
Appl. Phys. A
60
,
191
(
1995
).
41.
T.
Schenkel
,
A. V.
Hamza
,
A. V.
Barnes
,
D. H.
Schneider
,
J. C.
Banks
, and
B. L.
Doyle
,
Phys. Rev. Lett.
81
,
2590
(
1998
).
42.
C. A.
Merchant
,
K.
Healy
,
M.
Wanunu
,
V.
Ray
,
N.
Peterman
,
J.
Bartel
,
M. D.
Fischbein
,
K.
Venta
,
Z.
Luo
,
A. T. C.
Johnson
, and
M.
Drindic
,
Nano Lett.
10
,
2915
(
2010
).
You do not currently have access to this content.