اوریگامی DNA، کلید نظم بخشی مولکولی در نیمه رساناهای دوبعدی به گزارش سیبکس، دانشمندان روشی نوین برای چیدمان دقیق مولکول ها روی نیمه رساناهای دوبعدی عرضه کرده اند. در این شیوه، اوریگامی DNA نقش حامل و الگودهنده را ایفا می کند. این موفقیت می تواند راه را برای ساخت ابزارهای بسیارکوچک و پرکارای آینده هموار کند. به گزارش سیبکس به نقل از ایسنا، پژوهشگران مؤسسه علم و فناوری اسکولکوفو روسیه (Skolkovo Institute of Science and Technology – Skoltech) به همراه همکارانی از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ آلمان (Ludwig Maximilian University of Munich)، دانشگاه نانجینگ چین (Nanjing University) و مؤسسه ملی علم مواد ژاپن (National Institute for Materials Science)، روشی نوآورانه برای نشاندن کنترل شده مولکول های آلی روی یک نیمه رسانای دوبعدی توسعه داده اند. این تکنیک که در قالب یک مطالعه اثبات مفهوم ارایه شده، از چارچوب های خودآرای «اوریگامی DNA» برای حمل و جانمایی دقیق رنگینه های آلی در الگوهایی از پیش تعریف شده استفاده می کند؛ الگوهایی که سپس با یک لایه نیمه رسانای دوبعدی پوشانده می شوند. یافته های این مطالعه در نشریه علمی Small Methods انتشار یافته و از آن به عنوان گامی مهم در راه مهندسی دقیق خواص نوری و الکترونیکی مواد دوبعدی یاد می شود. در این ساختار هیبریدی، یک زیرلایه دی اکسید سیلیکون در پایین قرار دارد، روی آن سازه اوریگامی DNA با آرایش مثلثی جای گرفته و مولکول های رنگی آلی را در خود حمل می کند. این مولکول ها به اندازه ای به لایه دوبعدی دی سولفید مولیبدن نزدیک هستند که امکان تبادل انرژی میان آنها فراهم می شود. الهام بخش اصلی این مسیر پژوهشی، گرافن بوده است؛ ماده ای که آغازگر توجه گسترده به خانواده ای تازه از نیمه رساناهای فوق نازک با ضخامت اتمی شد. موادی مانند دی سولفید مولیبدن این نوید را می دهند که ابزارهای الکترونیکی و اپتیکی آینده نه تنها کوچک تر، بلکه کارآمدتر از نمونه های مبتنی بر نیمه رساناهای متعارف مانند سیلیکون باشند. با این وجود، کار در این مقیاس به چالشی اساسی منجر می شود: چطور میتوان در یک صفحه دوبعدی، مسیرهای عملکردی دقیق و قابل کنترل ایجاد کرد؟ بگفته ایرینا مارتیننکو، استادیار فیزیک در اسکول تک و از نویسندگان این مطالعه، تا حالا دو راهبرد اصلی برای شکل گیری «چشم انداز انرژی» در نیمه رساناهای دوبعدی مطرح بوده است. نخست، ایجاد نقص های ساختاری در شبکه ماده که بتوانند هدایت برانگیختگی ها یا اکسایتون ها را کنترل کنند؛ روشی که هنوز امکان اجرای آن با دقت نانومتری وجود ندارد. راهبرد دوم، نشاندن مولکول های آلی روی تک لایه نیمه رسانا است، اما تا قبل از این، این کار به صورت تصادفی انجام می شد و همین بی نظمی، کارآیی ابزارهای حاصل را محدود می کرد. در این مطالعه، تیم علمی موفق شده است با بهره گیری از اوریگامی DNA، این مانع اساسی را برطرف کند. آنها چارچوب های DNA در ابعاد حدود ۱۰۰ نانومتر طراحی نموده اند که مولکول های رنگی را دقیقاً در نقاطی مشخص حمل می کنند. این سازه ها روی تراشه قرار می گیرند و سپس با یک لایه تک اتمی از دی سولفید مولیبدن پوشانده می شوند. نتیجه، ماده ای هیبریدی است که در آن، الگوی مولکولی از پیش طراحی شده می تواند خواص نوری نیمه رسانا را در مقیاس نانو شکل دهد. بگفته انور بایموراتف، دانشیار فیزیک در اسکول تک و از دیگر نویسندگان مقاله، آزمایش ها نشان داده اند که سازه های اوریگامی DNA به درستی مونتاژ می شوند و پدیده «انتقال انرژی تشدیدی فورستر» میان مولکول های رنگی و لایه دی سولفید مولیبدن رخ می دهد. این پدیده امکان تبادل انرژی میان دو ماده را فراهم می آورد و از همین مسیر است که میتوان خاصیت های نیمه رسانا را با الگویی نانومتری مهندسی کرد. تصاویر فوتولومینسانس به دست آمده به روشنی این مورد را نشان می دهند. در نواحی ای از ورقه مثلثی دی سولفید مولیبدن که زیر آنها مولکول های رنگی قرار گرفته اند، شدت تابش نور بطور محسوسی افزایش می یابد؛ در صورتیکه در سایر بخش ها، گسیل نور یکنواخت تر است. این تفاوت، شاهدی مستقیم بر اثرگذاری الگوی مولکولی طراحی شده با اوریگامی DNA است. حال که امکان الگودهی دقیق و قابل اعتماد چشم انداز انرژی در نیمه رساناهای دوبعدی به اثبات رسیده است، محققان قصد دارند از این تکنیک برای ساخت ادوات نانوالکترونیکی و نانوفوتونیکی مشخص بهره ببرند. در چشم انداز بلندمدت، چنین مواد هیبریدی نانوساختار می توانند به طراحی ابزارهای فشرده و پرکارایی برای محاسبات نوری، شبیه سازی های کوانتومی و آشکارسازی نور منجر شوند؛ ابزارهایی که تعریف تازه ای از مرزهای فناوری ارایه خواهند داد.به طور خلاصه، به گزارش سیبکس به نقل از ایسنا، محققان مؤسسه علم و فناوری اسکولکوفو روسیه (Skolkovo Institute of Science and Technology – Skoltech) به همراه همکارانی از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ آلمان (Ludwig Maximilian University of Munich)، دانشگاه نانجینگ چین (Nanjing University) و مؤسسه ملی علم مواد ژاپن (National Institute for Materials Science)، روشی نوآورانه برای نشاندن کنترل شده مولکول های آلی روی یک نیمه رسانای دوبعدی توسعه داده اند. با این حال، کار در این مقیاس به چالشی اساسی منجر می شود: چه طور می توان در یک صفحه دوبعدی، مسیرهای عملکردی دقیق و قابل کنترل ایجاد کرد؟ حال که امکان الگودهی دقیق و قابل اعتماد چشم انداز انرژی در نیمه رساناهای دوبعدی به اثبات رسیده است، محققان قصد دارند از این تکنیک برای ساخت ادوات نانوالکترونیکی و نانوفوتونیکی مشخص بهره ببرند. 1404/11/20 09:42:09 5.0 / 5 19 تگهای خبر: الكترونیك , الكترونیكی , تراشه , توسعه این مطلب سیبکس را پسندیدید؟ (1) (0) X تازه ترین مطالب مرتبط آغاز نام نویسی پانزدهمین نمایشگاه اینوتکس مویا رباتی که باور نمی کنید انسان نباشد! ویکی پدیا به یک رسانه اجتماعی تبدیل شد اپل در فکر دومین آیفون تاشو! نظرات بینندگان سیبکس در این مورد نظر شما در مورد این مطلب نام: ایمیل: نظر: سوال: = ۵ بعلاوه ۵