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

  • 小小快板手 传承老技艺

  • 成都:非遗精品展演进中学

独家策划

推荐阅读
完成第一阶段6G技术试验,形成超过300项关键技术储备,资本加速布局6G生态……尽管6G网络预计将在2030年开始部署,但我国6G产业布局正加速铺开,呈现政策护航、技术攻坚、资本活跃的特征。
2025-11-20 09:11
谷山梁3吉瓦/12.8吉瓦时储能电站项目建成后,每年预计可向电网输送36亿千瓦时的清洁能源电力。“独立新型储能电站放电时为发电企业,充电时视同电力用户,电网的峰谷电价价差形成利润空间,吸引企业投身于此。
2025-11-20 09:11
中国第一辆蒸汽机车就诞生在我的家乡唐山。我为之骄傲。为此,大学学习机械制造与设计专业的我,毕业后,就一头扎进轨道交通检测设备研发领域。
2025-11-20 04:25
常有人说,发动机是火箭的“心脏”。而我从事的工作是,液体火箭发动机推力燃烧系统高精密产品的生产加工,所以大家都叫我“火箭心脏钻刻师”。
2025-11-20 04:25
四川全口径外送电量已超1.9万亿千瓦时。这一规模相当于江苏、浙江、安徽三省全年用电量之和,标志着四川落实“西电东送”能源战略取得丰硕成果,
2025-11-20 04:25
大国重器又传好消息!江门中微子实验(JUNO)装置建成运行仅两个月,就取得首个物理成果——测量太阳中微子振荡参数,结果比此前实验的最好精度提升了1.5~1.8倍。
2025-11-20 04:35
为促进卫星导航定位产业有序发展,维护国家地理信息安全,我国将对卫星导航定位基准站实行统一规划、统一标准、统一监管。针对目前基准站重复建设、存在数据安全隐患等主要问题,办法规定自然资源部会同有关部门制定全国基准站建设布局规划。
2025-11-19 09:52
18日,我国首个配置冷却塔的“华龙一号”核电机组——中广核山东招远核电项目1号机组顺利完成核岛第一罐混凝土浇筑,标志着该项目一期工程建设全面启动。
2025-11-19 09:51
2020年至2024年间,全球光热发电装机年复合增长率为4.24%,我国同期增长率达11.7%,显著高于全球水平;技术装备国产化率突破95%,释放出产业加速发展的强劲信号。
2025-11-19 05:35
科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,科普与科技创新“同等重要”。
2025-11-19 05:55
日前,由清华大学产业发展与环境治理研究中心和自然科研智讯联合编制的《国际科技创新中心指数2025》报告正式发布。
2025-11-19 05:55
新疆的孩子们在“流动科学课”上被磁悬浮演示、机器人互动、矿物标本展示等吸引了目光;甘肃张掖的科技工作者为大伙儿演示经典科普实验“火焰掌”;上海的科学家们踏上科技节的红地毯赢得公众的掌声……这些生动场景共同勾勒出“十四五”期间我国科普事业的发展印记。
2025-11-19 05:55
如今,在学习中遇到问题可以问人工智能,写作业也可以用人工智能辅助查询信息。正如这名同学所言,生成式人工智能正改变传统的以知识积累和传递为中心的教学模式。
2025-11-18 10:28
11月17日,在水利部举行的“贯彻落实党的二十届四中全会精神 推动节水产业高质量发展”新闻发布会上,水利部副部长陈敏介绍,目前,我国节水产业呈现出蓬勃发展的良好势头,
2025-11-18 04:20
新疆维吾尔自治区科技创新大会17日在乌鲁木齐举行。会上,干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室、丝路水实验室、昆仑智能装备实验室、
2025-11-18 04:20
党的二十届四中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》指出,以创新能力、质量、实效、贡献为评价导向,深化项目评审、机构评估、
2025-11-18 04:25
近日,2025年6G发展大会在北京经济技术开发区举行。
2025-11-18 04:20
这台高能非弹谱仪的独特之处在于,它利用了中子不带电、穿透力强的特性,能够直接探测到物质内部的微观运动。
2025-11-17 08:56
建立和完善国家公园监测网络体系,是我国生态文明建设领域的重要实践,是践行人与自然和谐共生现代化理念的具体体现。
2025-11-17 04:30
浙江清凉峰国家级自然保护区是我国重要的生物多样性聚集地之一,也是长三角地区珍贵的物种基因库。
2025-11-17 04:30
加载更多