La naturaleza ha inspirado a generaciones de personas, ofreciendo una gran cantidad de diferentes materiales para innovaciones. Uno de estos materiales es la molécula de la herencia, o ADN, gracias a sus propiedades únicas de autoensamblaje. Investigadores del Centro de Nanociencia NSC delLa Universidad de Jyväskylä y BioMediTech BMT de la Universidad de Tampere ahora han demostrado un método para fabricar dispositivos electrónicos mediante el uso del ADN. El ADN en sí no tiene parte en la función eléctrica, pero actúa como un andamio para formar un collar de perlas lineal.nanoestructura similar a tres nanopartículas de oro.
La naturaleza de la conducción eléctrica en materiales a nanoescala puede diferir enormemente de las estructuras metálicas regulares a macroescala, que tienen innumerables electrones libres que forman la corriente, haciendo que cualquier efecto de un solo electrón sea insignificante. Sin embargo, incluso la adición de un solo electrón en unUna pieza de metal a nanoescala puede aumentar su energía lo suficiente como para evitar la conducción. Este tipo de adición de electrones generalmente se produce a través de un efecto mecánico cuántico llamado túnel, donde los electrones hacen un túnel a través de una barrera de energía.una fuente de voltaje, a la primera nanopartícula y luego a la siguiente partícula y así sucesivamente, a través de los espacios entre ellas.
"Dichos dispositivos de un solo electrón han sido fabricados dentro de la escala de decenas de nanómetros mediante el uso de métodos convencionales de micro y nanofabricación durante más de dos décadas", dice el profesor principal Jussi Toppari del NSC. Toppari ya ha estudiado estas estructuras en suTrabajo de doctorado.
"La debilidad de estas estructuras ha sido la temperatura criogénica necesaria para que funcionen. Por lo general, la temperatura de funcionamiento de estos dispositivos aumenta a medida que disminuye el tamaño de los componentes. Nuestro objetivo final es hacer que los dispositivos funcionen a temperatura ambiente,lo cual es casi imposible para los métodos convencionales de nanofabricación, por lo que es necesario encontrar nuevos lugares ".
La nanotecnología moderna proporciona herramientas para fabricar nanopartículas metálicas con el tamaño de solo unos pocos nanómetros. Los dispositivos de un solo electrón fabricados a partir de estas nanopartículas metálicas podrían funcionar hasta la temperatura ambiente. El NSC tiene una larga experiencia en la fabricación de tales nanopartículas.
"Después de la fabricación, las nanopartículas flotan en una solución acuosa y necesitan ser organizadas en la forma deseada y conectadas a los circuitos auxiliares", explica el investigador Kosti Tapio. "El autoensamblaje basado en ADN junto con su capacidad de unirse conlas nanopartículas ofrecen un juego de herramientas muy adecuado para este propósito "
Las nanopartículas de oro se unen directamente dentro de la solución acuosa sobre una estructura de ADN diseñada y probada previamente por los grupos involucrados. Todo el proceso se basa en el autoensamblaje de ADN y produce innumerables estructuras dentro de un solo parche. Las estructuras listas quedan atrapadas aún máspara mediciones por campos eléctricos.
"Las propiedades superiores de autoensamblaje del ADN, junto con sus técnicas maduras de fabricación y modificación, ofrecen una gran variedad de posibilidades", dice la profesora asociada Vesa Hytönen.
Las mediciones eléctricas realizadas en este estudio demostraron por primera vez que estos métodos de fabricación escalables basados en el autoensamblaje de ADN se pueden utilizar de manera eficiente para fabricar dispositivos de un solo electrón que funcionan a temperatura ambiente.
La investigación fue financiada por la Academia de Finlandia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Academia de Finlandia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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