Диэнай
Pulsing
Поиски электронных компонентов все меньшего размера заставили международную исследовательскую группу изучить возможность использования молекулярных строительных блоков для их разработки.
ДНК обладает способностью к самосборке в произвольные структуры, но трудность, с которой сталкиваются при использовании этих структур для наноэлектронных схем, заключается в том, что необходимо преобразовать нити ДНК в высокопроводящие провода.
Вдохновляясь более ранними работами, в которых использовалась молекула ДНК в качестве матрицы для сверхпроводящих нанопроволок, исследовательская группа использовала недавнее достижение биоинженерии под названием «ДНК-оригами», чтобы складывать ДНК в произвольные формы.
В журнале AIP Advances изданном AIP Publishing, ученые из Университета Бар-Илан, Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Колумбийского университета и Брукхейвенской национальной лаборатории объясняют, как использовать ДНК-оригами в качестве платформы для создавать сверхпроводящие наноархитектуры.
Структуры, построенные командой, могут быть обработаны с нанометрической точностью, что может быть использовано в качестве шаблона для трехмерных архитектур, которые в настоящее время невозможны с помощью традиционных методов изготовления.
Процесс изготовления исследовательской группы включает междисциплинарный метод, в частности, преобразование наноструктур ДНК оригами в сверхпроводящие компоненты. Кроме того, процесс изготовления наноструктур ДНК-оригами включает два важных компонента: кольцевую однонитевую ДНК, действующую как каркас, и смесь дополнительных коротких цепей, служащих скобами, которые определяют форму структуры.
В нашем случае структура представляет собой проволоку для оригами из ДНК длиной примерно 220 нм и шириной 15 нм. Наносим нанопроволоки ДНК на подложку с каналом и покрываем их сверхпроводящим нитридом ниобия. Затем мы подвешиваем нанопроволоки над каналом, чтобы изолировать их от подложки во время электрических измерений .
Лиор Шани, Университет Бар-Илан
Исследование группы демонстрирует, как использовать метод ДНК-оригами для изготовления сверхпроводящих компонентов, которые можно интегрировать в широкий спектр архитектур.
Сверхпроводники, как известно, пропускают электрический ток без рассеяния. Но сверхпроводящие провода с нанометровыми размерами вызывают квантовые флуктуации, которые разрушают сверхпроводящее состояние, что приводит к появлению сопротивления при низких температурах .
Лиор Шани, Университет Бар-Илан
Исследователи применили сильное магнитное поле для подавления этих колебаний и минимизировали примерно 90% сопротивления.
Это означает, что наша работа может быть использована в таких приложениях, как межсоединения для наноэлектроники и новые устройства, основанные на использовании гибкости ДНК-оригами при производстве трехмерных сверхпроводящих архитектур, таких как трехмерные магнитометры .
Лиор Шани, Университет Бар-Илан
Ссылка на журнал:
Шани Л., и др. . (2020) Сверхпроводящие нанопроволоки на основе ДНК-оригами. AIP Advances . doi.org/10.1063/5.0029781.
Источник: https://www.aip.org/[19459008visible