Wąskie grafenowe nanowstążki dzięki DNA

[KopalniaWiedzy.pl 318]

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda wykorzystali DNA w roli matrycy, która umożłiwiła syntetyzowanie na krzemowym podłożu ultrawąskich wstążek grafenu. Osiągnięcie to może być ważnym krokiem w kierunku stworzenia działających grafenowych tranzystorów.

Grafen jest bardzo obiecującym materiałem, jednak ma olbrzymią wadę. Jest nią praktyczny brak przerwy energetycznej, która pozwala włączać i wyłaczać półprzewodniki. W przypadku grafenu różnica w napięciu pozwalającym na włączanie i wyłączanie przepływu prądu jest tak niewielka, że powoduje ona duże wycieki prądu w stanie wyłączonym.

Ostatnie badania teoretyczne i eksperymentalne sugerują, że we wstążkach grafenu węższych od 10 nanometrów powinna występować odpowiednia przerwa energetyczna. Stworzenie tak wąskich struktur i umieszczenie ich w odpowiednim miejscu na krzemie jest niezwykle trudne. Teraz zespół profesor Zhenan Bao wyhodował grafenowe nanowstążki bezpośrednio na krzemie.

Naukowcy najpierw pokryli plaster krzemowy roztworem zawierającym wiązki nici DNA. Szerokością wiązek można manipulować odpowiednio dobierając skład roztworu. Uzyskano wąskie wiązki DNA o długości zaledwie 20 nanometrów. Następnie wiązki wzbogacono jonami miedzi i w obecności metanu oraz wodoru podgrzano do wysokiej temperatury. Doszło do reakcji DNA i metanu, a jej katalizatorem były jonu miedzi. Doprowadziło to do powstania wąskich wstążek grafenu. Naukowcy podkreślają, że nie są one idealne i miejscami skłądają się z więcej niż jednej warstwy węgla. Uczeni udowodnili już, że można je wykorzystać w działających tranzystorach.