JP7071825B2 - 制御破壊時におけるレーザー照明による膜でのナノポア作製の局所化 - Google Patents
制御破壊時におけるレーザー照明による膜でのナノポア作製の局所化 Download PDFInfo
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Description
本開示は、広義には、膜の特定の位置にナノポアを作製するための方法に関する。この方法は、膜に電圧をかけるか電流を流しながら、膜上の特定の位置で、膜の絶縁耐力を制御し、膜に電圧をかけるか電流を流しながら、膜の電気特性をモニターし、膜に電圧をかけるか電流を流しながら、膜での電気特性の急激な変化を検出し、電気特性の急激な変化の検出に応答して、膜に電圧をかけるのをやめるか、または電流を流すのをやめることを含む。
Claims (30)
- 少なくとも1つの誘電材料からなる膜(近接場光発光素子が載置された膜を除く)の特定の位置にナノポアを作製するための方法であって、
前記膜に電圧をかけるか、または電流を流しながら、前記膜上の前記特定の位置で、レーザービームを前記膜上の前記特定の位置に向け、前記特定の位置に光を照射することにより、前記膜の導電性が高くなるように絶縁耐力を制御し、
前記膜を横切って電圧をかけるか、または電流を流しながら、前記膜を横切る電気特性をモニターし、
前記膜に電圧をかけるか、または電流を流している時、前記膜を横切る前記電気特性の急激な変化を検出し、
前記電気特性の前記急激な変化の検出に応答して、前記電圧または前記電流を前記膜から消失させることを含む、方法。 - 前記膜における前記電気特性の前記急激な変化の検出に応答して、前記膜上の前記特定の位置から前記レーザービームをなくすことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザービームを前記膜上の前記特定の位置に向けた後に、前記電圧をかけるか、または前記電流を流す、請求項1に記載の方法。
- 前記電圧をかけるか、または前記電流を流した後に、前記レーザービームを前記膜上の前記特定の位置に向ける、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザービームを、前記特定の位置とは異なる前記膜上の第2の位置に向けることで、前記膜に第2のナノポアを形成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記膜に電圧をかけた状態で、モニターしている前記電気特性はリーク電流であり、前記電気特性の前記急激な変化を検出することは、前記膜を流れる前記リーク電流の急激な増加を検出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記リーク電流の前記急激な増加を前記検出することは、前記リーク電流の変化率を決定し、前記変化率を閾値と比較することをさらに含み、前記リーク電流の前記変化率が前記閾値より大きくなったときに前記電圧をかけるのをやめることで、ナノポアの前記作製を停止する、請求項6に記載の方法。
- 前記リーク電流の前記急激な増加を検出することは、前記リーク電流の値を閾値と比較することをさらに含み、前記リーク電流の前記値が前記閾値より大きくなったときに前記電圧をかけるのをやめることで、ナノポアの前記作製を停止する、請求項6に記載の方法。
- 電流を前記膜に流した状態で、モニターしている前記電気特性は前記膜の両側の電位差であり、前記電気特性の前記急激な変化を前記検出することは、前記膜の両側の前記電位差の急激な低下を検出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- イオンを含む流体が充填された2つのリザーバ間に、前記膜が前記2つのリザーバを隔てて前記流体が前記2つのリザーバ間を行き来しないように前記膜を配置し、
前記2つのリザーバの各々に電極を配置し、
前記電極を用いて前記電圧をかけるか前記電流を流すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - イオンを含む流体が充填された2つのリザーバ間に、前記膜が前記2つのリザーバを隔てて前記流体が前記2つのリザーバ間を行き来しないように前記膜を配置し、
前記膜と直接接触させて電極を配置し、
前記電極を用いて前記電圧をかけるか、前記電流を流すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 少なくとも1つの誘電材料からなる膜(近接場光発光素子が載置された膜を除く)の特定の位置にナノポアを作製するための方法であって、
光源からのレーザービームを前記膜上の前記特定の位置における前記膜の表面に向け、前記特定の位置に光を照射することにより、前記膜の導電性が高くなるように絶縁耐力を制御し、
前記膜に対して電圧をかけるか、または電流を流し、
前記膜に対して電圧をかけるか、または電流を流して前記レーザービームを前記特定の位置に向けながら、電圧およびリーク電流のうちの少なくとも1つを含む前記膜の電気特性を測定し、
前記測定された電気特性を閾値と比較し、
前記測定された電気特性の値が前記閾値よりも大きくなったことに応答して、前記電圧をかけるのをやめるか前記電流を流すのをやめ、前記レーザービームを前記膜上の前記特定の位置から逸らすことを含む方法。 - 前記膜の材料組成に基づいて、前記レーザービームの波長を選択することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記レーザービームを前記膜上の前記特定の位置に向けた後に、前記電圧をかけるか、または前記電流を流す、請求項12に記載の方法。
- 前記電圧をかけるか、または前記電流を流した後に、前記レーザービームを前記膜上の前記特定の位置に向ける、請求項12に記載の方法。
- 前記電気特性は、前記膜に前記電圧をかけたときに前記膜を流れる前記リーク電流を含み、前記測定された電気特性の比較値は、前記リーク電流の変化率を決定し、前記変化率を前記値として前記閾値と比較することをさらに含み、前記リーク電流の前記変化率が前記閾値より大きくなったときに前記電圧および前記レーザービームを止めることで、ナノポアの前記作製を停止する、請求項12に記載の方法。
- 前記電気特性は、前記膜に電圧をかけたときに前記膜を流れる前記リーク電流を含み、前記リーク電流の前記値が前記閾値より大きくなったときに前記電圧および前記レーザービームを止めることで、ナノポアの前記作製を停止する、請求項12に記載の方法。
- 前記電気特性は、電流を前記膜に流すときに前記膜を挟んで生じる前記電圧を含み、前記電圧の前記値が前記閾値未満になったときに前記電流および前記レーザービームを消失させることで、ナノポアの前記作製を停止する、請求項12に記載の方法。
- イオンを含む流体が充填された2つのリザーバ間に、前記膜が前記2つのリザーバを隔てて前記流体が前記2つのリザーバ間を行き来しないように前記膜を配置し、
前記2つのリザーバの各々に電極を配置し、
前記電極を用いて前記電圧をかけるか、または前記電流を流すことをさらに含む、請求項12に記載の方法。 - イオンを含む流体が充填された2つのリザーバ間に、前記膜が前記2つのリザーバを隔てて前記流体が前記2つのリザーバ間を行き来しないように前記膜を配置し、
前記膜と直接接触させて電極を配置し、
前記電極を用いて前記電圧をかけるか、または前記電流を流すことをさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 前記膜上のあらかじめ定められた複数の位置に複数の前記ナノポアを形成するために、前記あらかじめ定められた位置の各々で、前記レーザービームを前記膜の前記あらかじめ定められた位置で前記膜の前記表面に向け、前記電圧をかけるか、または前記電流を流し、前記膜に前記電圧をかけるか、または前記電流を流して前記レーザービームを前記あらかじめ定められた位置に向けながら、前記膜を挟んだ前記電気特性を測定し、前記測定された電気特性を閾値と比較し、前記測定された電気特性の前記値が前記閾値よりも大きくなったことに応答して、前記電圧または前記電流および前記レーザービームを消失させる、請求項12に記載の方法。
- 前記レーザービームを向けることは、
前記レーザービームの光学方向を制御することで、前記膜と前記レーザービームとの位置的な整列を制御し、
前記光源を起動して、前記膜上の前記特定の位置で前記膜の前記表面に向けて前記レーザービームを放射させることをさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 前記レーザービームを向けることは、
前記光源に対する前記膜の位置を調節することで、前記膜と前記レーザービームとの位置的な整列を制御し、
前記光源を起動して、前記膜上の前記特定の位置で前記膜の前記表面に向けて前記レーザービームを放射させることをさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 少なくとも1つの誘電材料からなる膜(近接場光発光素子が載置された膜を除く)にナノポアを作製するための装置であって、
イオンを含む流体を保持する2つのリザーバと、電源に電気的に接続され、電圧をかけるか、または電流を流すように動作可能な少なくとも2つの電極と、前記2つのリザーバから前記流体に含浸された前記膜を保持するように構成され、前記膜への光学的なアクセスを提供するウィンドウを含むホルダーと、を含む流体デバイスと、
前記ホルダーの前記ウィンドウを通過して、前記膜の特定の位置に向けられる集光レーザービームであって、前記電極によって前記膜に前記電圧をかけるか、または前記電流を流しているときに、前記膜の前記特定の位置を照らすことにより、前記膜の導電性が高くなるように絶縁耐力を制御する前記集光レーザービームを放射するように動作可能な光学デバイスと、
前記電極のうちの一方に電気的に接続され、前記膜を挟んだ電気特性を測定するように動作可能なセンサと、
前記センサとの間をインタフェースするコントローラと、を備え、
前記膜は、前記2つのリザーバ間を隔てて前記流体が前記2つのリザーバ間を行き来しないようにし、
前記電気特性は、電圧およびリーク電流のうちの少なくとも1つを含み、
前記コントローラは、前記測定された電気特性の急激な変化を検出し、前記測定された電気特性の前記急激な変化の検出に応答して、前記膜に前記電圧をかけるのをやめるかまたは前記電流を流すのをやめるとともに、前記集光レーザービームを前記膜上の前記特定の位置からなくす、装置。 - 前記集光レーザービームの波長は、前記膜の前記誘電材料の材料組成に基づいている、請求項24に記載の装置。
- 前記光学デバイスは、倒立光学顕微鏡である、請求項24に記載の装置。
- 前記少なくとも2つの電極のうちの一方の電極は、前記2つのリザーバの各々に配置される、請求項24に記載の装置。
- 前記少なくとも2つの電極は、前記膜と直接接触している、請求項24に記載の装置。
- 前記電極は、前記膜に電流を流し、
前記センサは、前記膜を挟んだ電圧を前記電気特性として測定し、
前記コントローラは、前記測定された電圧を閾値と比較して、前記電圧が前記閾値未満になったことに応答して、前記膜への前記電流と前記集光レーザービームを前記膜上の前記特定の位置から消失させる、請求項24に記載の装置。 - 前記電極は前記膜に電圧をかけ、
前記センサは、前記膜を通って流れるリーク電流を前記電気特性として測定し、
前記コントローラは、前記測定されたリーク電流を閾値と比較して、前記測定されたリーク電流が前記閾値よりも大きくなったことに応答して、前記膜への前記電圧および前記集光レーザービームを前記膜上の前記特定の位置から消失させる、請求項24に記載の装置。
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WO2021260587A1 (en) * | 2020-06-23 | 2021-12-30 | The University Of Ottawa | Improved techniques for nanopore enlargement and formation |
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JP2022134179A (ja) * | 2021-03-03 | 2022-09-15 | 株式会社日立製作所 | ポア形成方法、およびポア形成装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
JPS6392025A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 導電性材料加工装置 |
JPH0674899A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 試料表面の測定方法と装置及び試料表面の微細加工方法と装置 |
JP2004148458A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Sony Corp | 微細加工装置および微細加工方法 |
US7846738B2 (en) * | 2003-08-15 | 2010-12-07 | President And Fellows Of Harvard College | Study of polymer molecules and conformations with a nanopore |
EP1721657A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | SONY DEUTSCHLAND GmbH | A method of fabricating a polymeric membrane having at least one pore |
US8110410B2 (en) * | 2009-06-29 | 2012-02-07 | International Business Machines Corporation | Nanofludic field effect transistor based on surface charge modulated nanochannel |
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