DNA模板提升高性能晶體管潛力 快速電流開關切換
北京大學碳基電子學研究中心、納米器件物理與化學教育部重點實驗室研究員孫偉課題組與廈門大學教授朱志課題組、清華大學研究員唐建石課題組、美國國家標準與技術研究院博士鄭明合作，探索生物—碳納米管復合界面及大面積取向排列的調控新方法。相關研究成果近日在線發表于《科學》。
生物自組裝結構具有精細的三維形貌，其關鍵結構參數小于光刻等傳統納米加工手段的分辨率極限。利用自組裝生物分子作為加工模板，人類目前已實現金屬材料、碳基材料、氧化物材料的可控形貌合成。然而，基于生物模板的電學器件的性能遠落后于通過蝕刻或薄膜方法制備的同類器件，且缺乏長程取向規整性，因而制約了生物模板在高性能器件中的應用。
孫偉等以組裝于脫氧核糖核酸(DNA)模板的平行碳納米管陣列作為模型體系，研究界面生物分子組成對器件性能的影響，開發了一種基于固定—洗脫策略的界面工程方法，在不改變碳管排列的基礎上，有效去除界面處的金屬離子及生物分子等雜質。經過界面工程，基于生物模板的碳管陣列晶體管顯示了良好的開態性能和快速電流開關切換，展現出高精準度生物模板在高性能晶體管領域的應用潛力。
基于空間限域效應，他們還發展了陣列取向排列的新方法，探討了決定取向排列精準度的關鍵因素。在高性能電子器件和生物分子自組裝的交叉領域，這一方法具有實現基于生物模板的大規模電子器件的潛力。
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