点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【科技前沿】单分子芯片制备实验技术问世
首页> 光明科普云> 焦点新闻 > 正文

【科技前沿】单分子芯片制备实验技术问世

来源:光明网-《光明日报》2023-05-09 09:37

   光明日报北京5月8日电 北京大学化学与分子工程学院郭雪峰教授课题组研发出成熟的单分子芯片制备实验技术,主要揭示了石墨烯场效应晶体管的制备与单分子锚定两大关键步骤。这些技术生产的单分子器件具有普适性,将会催生新一代单分子电子设备,并与其他学科交叉融合,推动单分子交叉科学新领域的发展,例如单分子物理与化学基本物性、单分子化学反应动力学和单分子生物物理的发展。相关研究成果以《在分子尺度上检测电子反应的石墨烯-分子-石墨烯单分子结》为题,于日前在国际学术期刊《自然·协议》发表。

  郭雪峰介绍,单分子是物质世界的基本单元,是构造物质世界的基因,也是调控生命过程的关键,具有丰富的科学内涵。其中,石墨烯基单分子器件具有确定的界面耦合、高稳定性、对复杂环境的良好耐受性等,有望为探索无限大的底部空间打造强劲引擎。

  研究过程中,团队在铜片上通过化学气相沉积生长高质量单层石墨烯。通过聚甲基丙烯酸甲酯的辅助,在对铜片刻蚀后,将石墨烯转移至特定尺寸硅片上,以满足后续测试需求。之后通过氧等离子体刻蚀,将石墨烯切割为条带图案。进一步通过蒸镀,制备电极阵列,得到石墨烯场效应晶体管。锚定单个分子则需要制备系列间隔的石墨烯电极对。通过电子束曝光,在石墨烯表面旋涂的聚甲基丙烯酸甲酯上制备虚线窗口,结合进一步氧等离子体各向同性刻蚀以及辅助的电烧断,可得到石墨烯点接触,进而制备具有羧基末端、纳米间隙的电极对。

  随后,研究团队在烧瓶中加入石墨烯芯片,根据不同分子桥末端的官能团,利用点击化学或共价缩合制备共价键锚定的单分子结。其中,锚定的单个分子可通过电学、光学等多模态表征得到进一步验证:包括栅压依赖性实验、随机光学重构超分辨成像、单分子光谱以及非弹性电子隧穿谱。

   “这些技术利用单个分子制备出光电子器件,为分子电子器件的潜在应用迈出了关键一步,有望发展颠覆性的单分子芯片集成技术和新一代精准分子诊断/测序技术,也有望为揭示物质转换的内在机理和生命现象的本征规律提供划时代的研究范式和谱学方法,进而推动形成单分子交叉科学新的增长点和科技突破口。”郭雪峰说。(记者晋浩天)

[ 责编:焦子原 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 渝昆高铁长水机场站建设取得新进展

  • 第九届丝绸之路国际博览会在西安开幕

独家策划

推荐阅读
联合国秘书长古特雷斯指出,生物多样性是生命网络的经纬,更是人类文明的基石,而今这张网络正被快速撕裂。联合国也呼吁各国迅速编制与KMGBF目标一致的国家生物多样性战略和行动计划,并纳入国家可持续发展战略中。
2025-05-22 09:44
自然界中,鱼类能在水流复杂多变的水下灵活游动、避开障碍,主要得益于身体两侧能感知水流变化的侧线系统。
2025-05-22 09:42
自然资源是人类生存发展的重要基础,人与自然和谐共生离不开对自然资源的高水平保护和高效率利用。保护和利用好自然资源的奋斗路上,有哪些难忘的故事?
2025-05-22 04:35
与大科学装置近距离接触,聆听院士专家讲解科学前沿,沉浸式感受神奇的科学现象……近日,中国科学院第二十一届公众科学日活动举办,所属135个单位“开门迎客”,
2025-05-22 04:35
从闽北山乡到广袤神州,科技特派员制度历经20余载深耕厚植,已成为全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化建设的重要力量。
2025-05-22 03:40
(解读人:王挺,系中国科普作家协会副理事长、中国科学技术大学研究员,本文原载于《科普时报》)
2025-05-21 17:56
基于全基因组SNP的种群基因组学研究揭示,全球雪豹可划分为两大遗传支系:北部支系和南部支系。基因组水平评估发现,相比雪豹南部支系,北部支系的基因组杂合度和种群遗传多样性较低,这些特征与其演化历史及较小的有效种群大小相吻合。
2025-05-21 09:38
我国的甘肃皋兰什川古梨园系统、浙江德清淡水珍珠复合养殖系统、福建福鼎白茶文化系统三项遗产系统顺利通过专家评审,正式被联合国粮农组织认定为全球重要农业文化遗产。
2025-05-21 09:43
科学家发现,在线辩论中,GPT-4一类的大语言模型(LLM)如能根据对手的个性化信息调整论据,其说服力将比人类高64.4%。瑞士洛桑联邦理工学院的Francesco Salvi和同事分别将900名美国人与另一个人或GPT-4配对,使双方辩论各种社会政治议题。
2025-05-21 09:40
近日,清华大学李菂团队联合意大利、澳大利亚、德国等多国天文学家,综合“中国天眼”FAST和南非MeerKAT阵列望远镜的优势,对银河系球状星团进行了高精度的脉冲星偏振普查。
2025-05-21 09:37
人形机器人最大的优势在于其外形特点,可以在很多工作空间实现与人类相似的工作效能,并能显著提升工作效率。
2025-05-21 09:36
研究团队综合了多种来源的观测和模拟证据,揭示了极地关键气候要素的变化特征。结果显示,北极气温以每十年0.68摄氏度的速率升高,远高于全球平均水平,南极和青藏高原也呈现出明显增温趋势。
2025-05-21 09:35
生长素是第一个被发现的植物激素,几乎参与了植物生长发育调控的每个过程。
2025-05-21 09:33
科研人员近日首次公布在我国空间站发现一个微生物新物种,并将其命名为“天宫尼尔菌”,相关科研成果在线发表于国际权威期刊上。
2025-05-20 10:24
一项研究首次揭示了肺活量从童年到老年的演变过程。
2025-05-20 10:21
津潍高铁是我国“八纵八横”高铁网京沪通道和沿海通道的重要组成部分。
2025-05-20 10:20
北京大学讲席教授杨荣贵与其在华中科技大学能源与动力工程学院的团队,制备出一种可大规模生产的多级有序穿孔结构铜网,其散热能力优于已报道方案。
2025-05-20 10:19
按照经典理论,有丝分裂或减数分裂后,每个子细胞核应当至少获得一套完整的单倍体染色体,以确保细胞正常发育和功能发挥。然而,最新研究却发现,在某些特定真菌中,
2025-05-20 03:55
最新气候数据显示,全球气温仍然极高,2025年将与2024年一道成为有记录以来最热的一年。
2025-05-19 10:49
5月17日,江西省首颗自主发射的生态环境监测卫星“南昌航空一号”,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射入轨。
2025-05-19 10:47
加载更多