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            學院概況

            電子學系孫偉研究員課題組基于DNA模板的高性能碳納米管晶體管研究取得重要進展

            發布時間:2020-05-22

            信息來源:

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            生物自組裝結構具有精細的三維形貌沙巴体育客户端下载,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沙巴体育客户端下载。利用自組裝生物分子作為加工模板,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。然而沙巴体育客户端下载,基于生物模板的電學器件的性能往往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沙巴体育客户端下载。

            為此,北京大學信息科學技術學院電子學系/北京大學碳基電子學研究中心沙巴体育客户端下载、納米器件物理與化學教育部重點實驗室孫偉研究員課題組與廈門大學朱志教授課題組、清華大學唐建石研究員課題組、美國國家標準與技術研究院鄭明博士合作,探索了生物-碳納米管復合界面及大面積取向排列的調控新方法沙巴体育客户端下载。

            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沙巴体育客户端下载,開發了一種基于固定-洗脫策略的界面工程方法沙巴体育客户端下载,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的電流開關切換沙巴体育客户端下载,從而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?;诳臻g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上,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。進一步結合光刻技術與嵌段共聚物定向組裝技術,高分辨生物制造可用于構建大面積、小尺寸的高性能電子設備;同時沙巴体育客户端下载沙巴体育客户端下载,結合電學特性與生物響應特性的高性能電子-生物融合器件也可應用于未來的生物傳感器與驅動器。

            2020522日,相關研究成果以《核酸引導的高性能碳納米管晶體管的制備》(DNA-directed nanofabrication of high-performance carbon nanotube field-effect transistors)為題,在線發表于《科學》(Science沙巴体育客户端下载沙巴体育客户端下载,第3686493878881頁)沙巴体育客户端下载;電子學系2018級博士研究生趙夢宇為第一作者,廈門大學化學化工學院2016級博士研究生陳雅鴻為共同第一作者沙巴体育客户端下载,孫偉和朱志為通訊作者。

            相關研究工作得到國家自然科學基金、北京大學“中央高校建設世界一流大學(學科)和特色發展引導專項”資助沙巴体育客户端下载沙巴体育客户端下载。

            原文鏈接:https://science.sciencemag.org/content/368/6493/878

            通過優化DNA-CNT界面組成,構筑基于核酸模板的高性能晶體管(左);在厘米級基底表面取向排列大規模陣列(右)

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