Метод ДНК-оригами открывает путь к миниатюризации электроники
Международная группа учёных из Сколтеха, Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана (Германия), Нанкинского университета (Китай) и Национального института материаловедения (Япония) разработала новый метод прецизионного структурирования двумерных полупроводников.
В основе технологии лежит использование ДНК-оригами — наноструктур из молекул ДНК, которые выступают в роли шаблона для точного размещения органических молекул на поверхности сверхтонких материалов.
Как сообщает пресс-служба Сколтеха, этот подход открывает перспективы для создания миниатюрных высокопроизводительных вычислительных элементов, детекторов и других устройств следующего поколения. В отличие от традиционных методов, которые не обеспечивают нанометровой точности при создании структур на двумерных полупроводниках (таких как дисульфид молибдена), новая методика позволяет точно контролировать положение функциональных молекул.
«Существующие подходы либо не дают нужной точности, либо не позволяют контролировать размещение органических молекул на монослое полупроводника», — пояснила один из авторов исследования, старший преподаватель Центра инженерной физики Сколтеха Ирина Мартыненко.
Учёные создают наноструктуры ДНК размером около 100 нанометров, которые несут молекулы органических красителей в заранее заданных позициях. Эти конструкции помещают на чип и накрывают слоем двумерного полупроводника. Эксперименты подтвердили корректность самосборки ДНК-структур и эффективный резонансный перенос энергии между красителями и полупроводником.
«Наблюдаемый эффект позволяет управлять свойствами полупроводника на наномасштабе. Это наглядно видно на снимках фотолюминесценции, где излучение в определённых областях соответствует нанесённому паттерну», — отметил соавтор работы, доцент Центра инженерной физики Сколтеха Анвар Баймуратов, сообщает Наука.рф
Метод ДНК-оригами позволяет надёжно структурировать энергетический ландшафт двумерных полупроводников. В качестве следующего шага исследователи планируют создать работающие прототипы наноэлектронных и нанофотонных устройств. В перспективе такие гибридные материалы могут стать основой для компактных и высокопроизводительных систем оптических вычислений, квантовых симуляторов и световых детекторов.