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.
REFERENCES
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.
L.
Chadderton
, Radiat. Meas.
36
, 13
(2003
).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
).© 2013 American Institute of Physics.
2013
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.