Прошло исследование: как новый метод ДНК-оригами ведет к разработке миниатюр

Международная исследовательская группа, объединяющая ученых из Сколковского института науки и технологий (Сколтех), Мюнхенского университета Людвига и Максимилиана (LMU), Нанкинского университета и Национального института материаловедения Японии, разработала инновационный метод точного структурирования двумерных полупроводниковых материалов с применением технологии ДНК-оригами. Данная технология предполагает создание наноконструкций из молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которые служат шаблонами для точной локализации органических молекул на тонких материалах.

Согласно пресс-релизу Сколтеха, представленный метод открывает новые возможности для производства компактных и высокопроизводительных электронных устройств нового поколения, включая вычислительные элементы и детекторы. Данные устройства демонстрируют превосходные характеристики по сравнению с традиционными технологиями, которые не обеспечивают нанометровую точность при работе с двумерными полупроводниками, такими как дисульфид молибдена.

Старший преподаватель Центра инженерной физики Сколтеха, Ирина Мартыненко, отметила, что существующие методики либо не обеспечивают необходимой точности, либо не позволяют контролировать размещение органических молекул на монослоях полупроводниковых материалов.

Исследователи создают ДНК-структуры размером около 100 нанометров и точно позиционируют молекулы органических красителей. Эти структуры наносятся на подложку и покрываются слоем двумерного полупроводникового материала. Экспериментальные данные показывают, что ДНК-оригами самоорганизуется корректно, и энергия эффективно передается между молекулами красителей и полупроводником.

Доцент Центра инженерной физики Сколтеха, Анвар Баймуратов, подчеркнул, что новый метод обеспечивает управление свойствами полупроводниковых материалов на уровне отдельных наноструктур, что подтверждается фотолюминесцентными изображениями, демонстрирующими свечение в соответствии с заданным рисунком.

Технология ДНК-оригами позволяет точно структурировать энергетический ландшафт двумерных полупроводниковых материалов. Дальнейшая работа будет направлена на разработку прототипов наноэлектронных и нанофотонных устройств. В перспективе такие гибридные материалы могут стать основой для создания компактных оптических вычислительных систем, квантовых симуляторов и высокочувствительных детекторов света.