Углеродные транзисторы вырастили на нитях ДНК

Превращение ДНК в углеродные «нанонити» в представлении художника
Изображение: Анатолий Соколов/Stanford University

Сотрудник Стенфордского университета Анатолий Соколов совместно с коллегами-физиками разработал метод получения углеродных транзисторов на основе нитей ДНК. Описание метода опубликовано в Nature Communications, кратко содержание статьи пересказывается на сайте Стенфордской инженерной школы.

В ходе эксперимента бактериальную ДНК наносили на кремниевую подложку, где нуклеиновая кислота вытягивалась в практически ровные прямые нити. Затем подложку с ДНК переносили в герметичную камеру с метаном и нагревали. От действия тепла часть атомов углерода высвобождалась из ДНК (фактически, ДНК на подложке обугливалась). К таким атомам из присоединялись молекулы метана, формируя на подложке тонкие углеродные полоски.

Целью работы ученых было использовать ДНК в качестве направляющией структуры для выращивания тонких (шириной в несколько атомов, до 10 нанометров) графеновых полосок. Как было показано ранее, такие полоски, в отличие от листового графена, являются полупроводниками, поэтому могут быть использованы для создания транзисторов. По словам авторов, в зависимости от условий производства у них получались либо металлические, либо полупроводниковые нанополоски углерода. Углерод в них, однако, в разных местах находился в разных электронных состояниях и скорее напоминал графит, а не графен. Тем не менее, авторы надеются, что в будущем этим методом можно будет получить и чистые графеновые транзисторы.

Придавать графену свойства полупроводника физики научились и без использования ДНК. Для этого можно наложить лист одноатомного углерода на другой плоский одноатомный материал, например, нитрид бора. Кроме того, недавно исследователи графена научились нарезать его на фрагменты нужной формы с помощью лазера и складывать их в стопки, где материал может образовывать ван-дер Ваальсовы гетероструктуры.