DNA分子打造全球最小二極管

　　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(kāi)發(fā)出一款據(jù)稱(chēng)是全球最小的二極體，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(xiàn)，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(jué)上認(rèn)為表面上看來(lái)對(duì)稱(chēng)的分子結(jié)構(gòu)不同。

　　研究人員透過(guò)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(chēng)性，從而導(dǎo)致所觀察到的整流效果。

　　“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體，可說(shuō)是一個(gè)重要的里程碑，”BGU化學(xué)系教授兼Ilse Katz奈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。”

　　由此取得的奈米級(jí)二極體能夠像氣閥般運(yùn)作，以利于電子以單一方向流動(dòng)。這些奈米級(jí)二極體或分子的組合，具有類(lèi)似導(dǎo)線(xiàn)、電晶體或二極體等傳統(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)矽基半導(dǎo)體極限的路徑。