Сложные полупроводники из квантовых точек создали с помощью ДНК-оригами

Исследователи использовали каркасную структуру молекулы ДНК для создания сложных полупроводников на основе квантовых точек.

Ученые из Массачусетского технологического института разработали технологию изготовления трехмерных структур из моновалентных квантовых точек. Это поможет в создании функциональных наноматериалов для детекторов одиночных фотонов, биологических датчиков и устройств для неклассических вычислений.

В своей работе ученые использовали технологию ДНК-оригами. Это один из наиболее точных методов для создания молекулярных объектов практически любой формы. Управляя последовательностью нуклеотидов в цепочке, ученые программируют местоположение и структуру узлов сцепки молекул. В результате комплексная ДНК формирует каркас заданной формы, в который можно поместить квантовые точки.

Для управления свойствами последних ученые использовали химерную (генетически модифицированную) одноцепочечную ДНК. Эти молекулы позволяют контролировать химические свойства квантовых точек, а правильно подобранный размер позволяет встроить их в каркас, объясняют ученые.

Квантовые точки — это коллоидно-стабильные неорганические полупроводниковые наночастицы. Носители заряда (электроны и дырки) в таких полупроводниках пространственно ограничены по всем трем измерениям. При этом размер точки чрезвычайно мал, что и дает возможность проявиться квантовым эффектам.

Квантовые точки нашли применение в светодиодах, электротехнике и транзисторах. Однако физические свойства квантовых точек мешают создавать структуры из нескольких отдельных точек с заданным пространственным положением. Исследователи считают, что новая технология создания структур с настраиваемыми свойства из множества квантовых точек поможет в создании материалов для различных прикладных нанофотонных устройств.