К теории жидкостного микродиода
УДК
532.517.013.4 : 537.2Аннотация
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 слойИнформация о финансировании
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (12-08-00924-а, 11-08-00480-а).
Библиографические ссылки
- Chemical Effects Due to the Ionization of Impurities in Semiconductors s// J. Chem. Phys. 1953. Vol. 21. P. 1209-1218.
- 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.
- Nanofluidic Diode and Bipolar Transistor // Nano Lett. 2005. Vol. 5. P. 2274-2280.
- Ionic Selectivity of Single Nanochannels // Nano Lett. 2008. Vol. 8. P. 1978-1985.
- Ion-Current Rectification in Nanopores and Nanotubes with Broken Symmetry // Adv. Funct. Mater. 2006. Vol. 16. P. 735-746.
- Electromigration Current Rectification in a Cylindrical Nanopore Due to Asymmetric Concentration Polarization // Anal. Chem. 2009. Vol. 81. P. 3128-3133.
- Selection of Nonequilibrium Overlimiting Currents: Universal Depletion Layer Formation Dynamics and Vortex Instability // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 101. P. 254501-254505.
- Understanding electrokinetics at the nanoscale: A perspective // Biomicrofluidics. 2009. Vol. 3. P. 012001-012016.
- Physicochemical hydrodynamics. John Wiley and Sons, Inc, 1994. 353 p.
- Porous-electrode theory with battery applications // AlChE Journal. 1975. Vol. 21. No. 1. P. 25-41.
- Zur theorie der elektrolytischen doppelschicht // Z. Elektrochem. 1924. Vol. 30. P. 508-516.
- Electric Current across the Metal-Solid Electrolyte Interface // Physica Status Solidi (a). 1977. Vol. 39. P. 573-582.
- Current-voltage relations for electrochemical thin films // SIAM J. Appl. Math. 2005. Vol. 65. No. 5. P. 1463-1484.
- Перенос ионов в мембранах. М: Наука, 1996. 392 p.
Скачивания
Загрузки
Даты
Поступление
После доработки
Публикация
Как цитировать
Лицензия
Copyright (c) 2013 Демёхин Е.А., Барышев М.Г., Горбачёва Е.В., Франц Е.А.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.