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全球最小二极管诞生 灵感来自DNA双螺旋
时间:2020-09-04 阅读: 552

美国乔治亚大学(University Of Georgia) 携手以色列内盖夫班-古里昂大学(Ben-Gurion University Of The Negev;BGU)的研究人员,利用DNA分子开发出一款据称是全球最小的二极管,实际尺寸仅有单分子的大小。 这项主题为“以嵌入实现高整流比DNA组成的分子整流器”研究发表于最新一期的《自然化学》(Nature Chemistry)期刊,文中详细描述由以色列与美国研究人员组成的跨国研究团队如何利用DNA的可预测性、多样化与可编程性,设计出首款单分子电子元件。

研究人员藉由将小分子(Coralyne)嵌入于客制11对双螺旋DNA的特定位置,从而建构出一种DNA分子整流器。 全球最小二极管诞生 灵感来自DNA双螺旋_ESMCOL_1

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根据测量DNA–Coralyne分子连接的电流-电压曲线,意外地在1.1V电压时表现出整流率约为15 的大量整流效应,这与直觉上认为表面上看来对称的分子结构不同。

研究人員透過基于非平衡格林函數的模式以及密度泛函理論計算參數,發現Coralyne在電子狀態分布引起的空間不對稱性,從而導致所觀察到的整流效果。

“在开发分子电子元件的过程中,创造并表征世界上最小的二极管,可说是一个重要的里程碑,”BGU化学系教授兼Ilse Katz纳米科技中心研究人员Yoni Dubi表示,“它赋予我们迈向电子传输机制的新视野。” 由此取得的纳米级二极管能够像气阀般运作,以利于电子以单一方向流动。这些纳米级二极管或分子的组合,具有类似导线、晶体管或二极管等传统电子元件的特性。

研究人員還看好這種分子電子的發展潛力,可望成爲突破摩爾定律超越傳統矽基半導體極限的路徑。

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