美國喬治亞大學(xué)(University of Georgia) 攜手以色列內蓋夫班-古里昂大學(xué)(Ben-Gurion University of the Negev；BGU)的研究人員，利用DNA分子開(kāi)發(fā)出一款據稱(chēng)是全球最小的二極管，實(shí)際尺寸僅有單分子的大小。
這項主題為“以嵌入實(shí)現高整流比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，文中詳細描述由以色列與美國研究人員組成的跨國研究團隊如何利用DNA的可預測性、多樣化與可編程性，設計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對雙螺旋DNA的特定位置，從而建構出一種DNA分子整流器。
根據測量DNA–coralyne分子連接的電流-電壓曲線(xiàn)，意外地在1.1V電壓時(shí)表現出整流率約為15 的大量整流效應，這與直覺(jué)上認為表面上看來(lái)對稱(chēng)的分子結構不同。
研究人員透過(guò)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(fā)現coralyne在電子狀態(tài)分布引起的空間不對稱(chēng)性，從而導致所觀(guān)察到的整流效果。
“在開(kāi)發(fā)分子電子元件的過(guò)程中，創(chuàng )造并表征世界上最小的二極管，可說(shuō)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制的新視野。”
由此取得的納米級二極管能夠像氣閥般運作，以利于電子以單一方向流動(dòng)。這些納米級二極管或分子的組合，具有類(lèi)似導線(xiàn)、晶體管或二極管等傳統電子元件的特性。
研究人員還看好這種分子電子的發(fā)展潛力，可望成為突破摩爾定律超越傳統硅基半導體極限的路徑。
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