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“DNA折纸”又立功!科学家造出高精度超导纳米线,可应用于未来纳米电子电路

Evelyn Zhang

多亏了DNA“折纸术”,未来的纳米电路制造将变得更加有趣。

为了寻求更小的电子元件,一个国际研究小组开始探索如何使用“分子积木”(molecular building blocks)来制造电子元件。DNA能够自组装成任意结构,但将这些结构用于纳米电子电路的挑战是——DNA链必须转换成高度导电的导线。

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受先前使用DNA分子作为超导纳米线模板的工作启发,该小组利用了最近的生物工程进展,即“DNA折纸”(DNA origami),将DNA折叠成任意形状。

来自巴伊兰大学、德国慕尼黑大学(LMU)、哥伦比亚大学和布鲁克海文国家实验室的研究人员在《AIP Advances》中描述了如何利用“DNA折纸”作为一个平台来构建超导纳米结构。他们建造的结构具有纳米级精度,可以用作3D建筑的模板,这在今天的传统制造技术中是不可能的。

该团队的制造过程涉及多学科方法,即将DNA折纸纳米结构转化为超导元件。而DNA折纸纳米结构的制备过程涉及两个主要组成部分:作为支架的圆形单链DNA,以及决定结构形状的互补短链的混合。

在实验中,他们打造了一个结构是一个大约220纳米长、15纳米宽的DNA折纸线。据悉,研究人员将DNA纳米线滴撒在带有沟道的衬底上,并在上面涂上超导氮化铌。然后将纳米线悬浮在通道上,在电测量过程中将它们与衬底隔离。

该小组的工作展示了如何利用DNA折纸技术来制造超导元件,这些元件可以整合到广泛的架构中。

“超导体以不耗散的方式运行电流而闻名,”Shani说。“但是纳米尺度的超导导线会引起量子涨落,从而破坏超导态,从而导致在低温下出现电阻。”

通过使用高磁场,研究小组抑制了这些波动,减少了大约90%的电阻。

这意味着基于最新的这项研究,可以应用于纳米电子的互联和基于DNA折纸的灵活性制造3D超导结构的新设备,如3D磁力计。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://scitechdaily.com/dna-origami-enables-fabricating-superconducting-nanowires-for-nanoelectronic-circuits-of-the-future/


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