Наука 23 августа 2022

Сложные полупроводники из квантовых точек создали с помощью ДНК-оригами

Далее

Исследователи использовали каркасную структуру молекулы ДНК для создания сложных полупроводников на основе квантовых точек.

Ученые из Массачусетского технологического института разработали технологию изготовления трехмерных структур из моновалентных квантовых точек. Это поможет в создании функциональных наноматериалов для детекторов одиночных фотонов, биологических датчиков и устройств для неклассических вычислений.

В своей работе ученые использовали технологию ДНК-оригами. Это один из наиболее точных методов для создания молекулярных объектов практически любой формы. Управляя последовательностью нуклеотидов в цепочке, ученые программируют местоположение и структуру узлов сцепки молекул. В результате комплексная ДНК формирует каркас заданной формы, в который можно поместить квантовые точки.

Проектирование каркаса и создание молекул заданной формы из квантовых точек (красный шар) и красителей (маленькие разноцветные точки). Изображение: Chi Chen et al., Nature Communications

Для управления свойствами последних ученые использовали химерную (генетически модифицированную) одноцепочечную ДНК. Эти молекулы позволяют контролировать химические свойства квантовых точек, а правильно подобранный размер позволяет встроить их в каркас, объясняют ученые.

Квантовые точки — это коллоидно-стабильные неорганические полупроводниковые наночастицы. Носители заряда (электроны и дырки) в таких полупроводниках пространственно ограничены по всем трем измерениям. При этом размер точки чрезвычайно мал, что и дает возможность проявиться квантовым эффектам.

Проектирование каркаса и создание молекул из нескольких квантовых точек. Изображение: Chi Chen et al., Nature Communications

Квантовые точки нашли применение в светодиодах, электротехнике и транзисторах. Однако физические свойства квантовых точек мешают создавать структуры из нескольких отдельных точек с заданным пространственным положением. Исследователи считают, что новая технология создания структур с настраиваемыми свойствами из множества квантовых точек поможет в создании материалов для различных прикладных нанофотонных устройств.


Читать далее:

В России изобрели сплав, который выдержит энергию термоядерного реактора

Крупнейшая миграция в истории Земли затронет все живые организмы на планете

Почти половину случаев рака связали с предотвратимыми факторами риска