К теории жидкостного микродиода

Авторы

  • Демёхин Е.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Барышев М.Г. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Горбачёва Е.В. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Франц Е.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация

УДК

532.517.013.4 : 537.2

Аннотация

Рассмотрен метод выпрямления электрического тока в жидкостных микро-нанодиодах. В отличие от полупроводниковых диодов жидкостной легко интегрируется в устройства типа лаборатории на чипе (chip-on-lab). Микродиод представляет собой две трубки нано- или микронного размера разных диаметров, заполненных жидкостями с различными диэлектрическими проницаемостями и коэффициентами диффузии. Торцы трубок являются электродами для переменной разности потенциала, а носители заряда в трубках — ионы некоторого вещества. Процесс описывается одномерной нестационарной системой Нернста-Планка-Пуассона с соответствующими краевыми условиями. В предположении малости двойных ионных слоев и медленности изменения разности потенциала получено простое аналитическое решение задачи, позволяющее понять физику процесса ректификации.

Ключевые слова:

микро-нанодиоды, электролит, уравнения Нернста-Планка-Пуассона, электронейтральный диффузионный слой, двойной ионный слой

Информация о финансировании

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (12-08-00924-а, 11-08-00480-а).

Информация об авторах

  • Евгений Афанасьевич Демёхин

    д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры вычислительной математики и информатики Кубанского государственного университета

  • Михаил Геннадьевич Барышев

    д-р биол. наук, профессор кафедры радиофизики и радиоэкологии Кубанского государственного университета

  • Екатерина Витальевна Горбачёва

    магистрант кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

  • Елизавета Александровна Франц

    магистрант кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

Библиографические ссылки

  1. Chemical Effects Due to the Ionization of Impurities in Semiconductors s// J. Chem. Phys. 1953. Vol. 21. P. 1209-1218.
  2. Scanning Electrochemical Microscopy. Application of SECM to the study of charge transfer processes at the liquid/liquid Interface // Phys. Chem. 1995. Vol. 99(43). P. 16033-16042.
  3. Nanofluidic Diode and Bipolar Transistor // Nano Lett. 2005. Vol. 5. P. 2274-2280.
  4. Ionic Selectivity of Single Nanochannels // Nano Lett. 2008. Vol. 8. P. 1978-1985.
  5. Ion-Current Rectification in Nanopores and Nanotubes with Broken Symmetry // Adv. Funct. Mater. 2006. Vol. 16. P. 735-746.
  6. Electromigration Current Rectification in a Cylindrical Nanopore Due to Asymmetric Concentration Polarization // Anal. Chem. 2009. Vol. 81. P. 3128-3133.
  7. Selection of Nonequilibrium Overlimiting Currents: Universal Depletion Layer Formation Dynamics and Vortex Instability // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 101. P. 254501-254505.
  8. Understanding electrokinetics at the nanoscale: A perspective // Biomicrofluidics. 2009. Vol. 3. P. 012001-012016.
  9. Physicochemical hydrodynamics. John Wiley and Sons, Inc, 1994. 353 p.
  10. Porous-electrode theory with battery applications // AlChE Journal. 1975. Vol. 21. No. 1. P. 25-41.
  11. Zur theorie der elektrolytischen doppelschicht // Z. Elektrochem. 1924. Vol. 30. P. 508-516.
  12. Electric Current across the Metal-Solid Electrolyte Interface // Physica Status Solidi (a). 1977. Vol. 39. P. 573-582.
  13. Current-voltage relations for electrochemical thin films // SIAM J. Appl. Math. 2005. Vol. 65. No. 5. P. 1463-1484.
  14. Перенос ионов в мембранах. М: Наука, 1996. 392 p.

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Том  (2013) № 3

Страницы

31-37

Раздел

Статьи

Даты

Поступила в редакцию

26 июля 2013

Принята к публикации

31 июля 2013

Публикация

23 сентября 2013

Как цитировать

[1]
Демёхин, Е.А., Барышев, М.Г., Горбачёва, Е.В., Франц, Е.А., К теории жидкостного микродиода. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2013, № 3, pp. 31–37.

Лицензия

Copyright (c) 2013 Демёхин Е.А., Барышев М.Г., Горбачёва Е.В., Франц Е.А.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Похожие статьи

1-10 из 284

Вы также можете начать расширенный поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>