美國喬治亞大學(xué)(University Of Georgia) 攜手以色列內(nèi)蓋夫班-古里昂大學(xué)(Ben-Gurion University Of The Negev；BGU)的研究人員，利用DNA分子開發(fā)出一款據(jù)稱是全球小的二極管，實際尺寸僅有單分子的大小。 這項主題為“以嵌入實現(xiàn)高整流比DNA組成的分子整流器”研究發(fā)表于[敏感詞]一期的《自然化學(xué)》(Nature Chemistry)期刊，文中詳細(xì)描述由以色列與美國研究人員組成的跨國研究團(tuán)隊如何利用DNA的可預(yù)測性、多樣化與可編程性，設(shè)計出[敏感詞]單分子電子元件。

研究人員藉由將小分子(Coralyne)嵌入于客制11對雙螺旋DNA的特定位置，從而建構(gòu)出一種DNA分子整流器。 全球小二極管誕生 靈感來自DNA雙螺旋_ESMCOL_1

根據(jù)測量DNA–Coralyne分子連接的電流-電壓曲線，意外地在1.1V電壓時表現(xiàn)出整流率約為15 的大量整流效應(yīng)，這與直覺上認(rèn)為表面上看來對稱的分子結(jié)構(gòu)不同。

研究人員透過基于非平衡格林函數(shù)的模式以及密度泛函理論計算參數(shù)，發(fā)現(xiàn)Coralyne在電子狀態(tài)分布引起的空間不對稱性，從而導(dǎo)致所觀察到的整流效果。

“在開發(fā)分子電子元件的過程中，創(chuàng)造并表征世界上小的二極管，可說是一個重要的里程碑，”BGU化學(xué)系教授兼Ilse Katz納米科技中心研究人員Yoni Dubi表示，“它賦予我們邁向電子傳輸機(jī)制的新視野?！?由此取得的納米級二極管能夠像氣閥般運作，以利于電子以單一方向流動。這些納米級二極管或分子的組合，具有類似導(dǎo)線、晶體管或二極管等傳統(tǒng)電子元件的特性。

研究人員還看好這種分子電子的發(fā)展?jié)摿Γ赏蔀橥黄颇柖沙絺鹘y(tǒng)硅基半導(dǎo)體極限的路徑。