美國(guó)喬治亞大學(xué)(University of Georgia) 攜手以色列內(nèi)蓋夫班-古里昂大學(xué)(Ben-Gurion University of the Negev；BGU)的研究人員，利用DNA分子開發(fā)出一款據(jù)稱是全球最小的二極管，實(shí)際尺寸僅有單分子的大小。
這項(xiàng)主題為“以嵌入實(shí)現(xiàn)高整流比DNA組成的分子整流器”研究發(fā)表于最新一期的《自然化學(xué)》(Nature Chemistry)期刊，文中詳細(xì)描述由以色列與美國(guó)研究人員組成的跨國(guó)研究團(tuán)隊(duì)如何利用DNA的可預(yù)測(cè)性、多樣化與可編程性，設(shè)計(jì)出首款單分子電子元件。
研究人員藉由將小分子(coralyne)嵌入于客制11對(duì)雙螺旋DNA的特定位置，從而建構(gòu)出一種DNA分子整流器。
根據(jù)測(cè)量DNA–coralyne分子連接的電流-電壓曲線，意外地在1.1V電壓時(shí)表現(xiàn)出整流率約為15 的大量整流效應(yīng)，這與直覺上認(rèn)為表面上看來對(duì)稱的分子結(jié)構(gòu)不同。
研究人員透過基于非平衡格林函數(shù)的模式以及密度泛函理論計(jì)算參數(shù)，發(fā)現(xiàn)coralyne在電子狀態(tài)分布引起的空間不對(duì)稱性，從而導(dǎo)致所觀察到的整流效果。
“在開發(fā)分子電子元件的過程中，創(chuàng)造并表征世界上最小的二極管，可說是一個(gè)重要的里程碑，”BGU化學(xué)系教授兼Ilse Katz納米科技中心研究人員Yoni Dubi表示，“它賦予我們邁向電子傳輸機(jī)制的新視野。”
由此取得的納米級(jí)二極管能夠像氣閥般運(yùn)作，以利于電子以單一方向流動(dòng)。這些納米級(jí)二極管或分子的組合，具有類似導(dǎo)線、晶體管或二極管等傳統(tǒng)電子元件的特性。
研究人員還看好這種分子電子的發(fā)展?jié)摿?，可望成為突破摩爾定律超越傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體極限的路徑。
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