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 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 【我把节气唱给你听】立冬:深藏,是为了更好地出发

  • 习近平会见奥地利总理施托克尔

独家策划

推荐阅读
11月,在山东建筑大学,虽已回到校园,但建筑电气与智能化专业学生王凡的思绪却总回到千里之外的青海金银滩草原。今年夏天,他作为山东赴海北暑期交流实习队伍的一员,在青海海北藏族自治州海晏县应急管理局实习了两个月。
2026-11-06 09:49
11月5日,“雪龙2”号极地科考破冰船在海南三亚南山港科考码头进行停靠补给并举行公众开放日活动。图为“雪龙2”号极地科考破冰船。
2026-11-06 09:48
恒星的亮度并非恒定不变,有的会突然变亮,有的会骤然变暗,变化快的,几分钟内便完成一轮明暗变化。臧伟呈表示,这项巡天的初始科学目标,是用微引力透镜方法搜寻地球到火星质量级别的流浪行星。
2026-11-06 09:47
作者:庄伟光、吴源(分别系广东省政府文史研究馆馆员、省社科院研究员,广东省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员;农文旅融合,不是农业做背景、文化贴标签、旅游凑项目的简单叠加,而是生产要素的创造性重组。
2026-11-06 09:45
河北邯郸曲周县,昔日“春天白茫茫,夏天水汪汪”的盐碱荒滩,经一代代耕耘者科技赋能、接续改良,已从亩产“一背篓”迈向“绿色吨半粮”的高产田。丰收之外,耕耘者持续探索生态友好耕作模式,改良土壤、养护地力,跳出单一追求高产的思维模式,稳步迈向可持续稳产增收之路。
2026-11-06 09:44
一组膜材料样品刚完成溶剂耐受性测试,教师第一党支部书记李卫星招呼大家把椅子一拢,在实验台旁围坐一圈,开始学习党的二十届五中全会精神。譬如,分离膜是芯片、生物医药领域的关键材料,下一步,我们要抓紧攻关,把国产替代做出来……”  “攻克‘卡脖子’难题,离不开良好的科研风气。
2026-11-06 09:42
此次研究旨在将结构知识融入大规模序列学习,同时保持模型在不同结构与功能任务中的适应性和泛化能力。中国科大生物医学工程学院博士朱河勤为论文第一作者,该校教授周少华和特任研究员熊鹏为该文章共同通讯作者。
2026-11-05 09:18
创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。习近平总书记指出,“着眼发展新质生产力,强化科技创新和产业创新深度融合,建设具有国际竞争力的现代化产业体系”。
2026-11-05 04:25
每年这个时节,乌镇处处都会涌动着创新的生机与活力——由于世界互联网大会乌镇峰会的约定,各方宾客带来最前沿的技术、最先进的成果、最领先的思想,让这里成为世界观察中国数字发展、中国参与全球数字治理的窗口。
2026-11-05 04:25
和前些年一样,有人买家具,有人囤化妆品,但今年有些不同的是,有直播间的评论区里刷出“3、2、1,上Token”,AI软件的会员月卡成了直播间里的抢手货。随着AI覆盖面的扩大,Token消耗量越来越大,不少AI软件已经出现了免费的大模型需要排队的情况,如果没有付费,等待时间就要变长。
2026-11-05 09:17
人类社会到底需不需要通用人工智能(AGI)?这个问题不能只从技术能力的层面回答。人类社会发展从来不是单纯追求“能力越大越好”,而是追求一种能被人类理解、被人类约束、出了错还能纠正的能力。
2026-11-05 04:25
西北戈壁滩上,多方向、多批次自杀式无人机集群低空掠过,高速冲向目标。“我们聚焦制约激光反无装备性能的关键技术,持续多年开展攻关,先后破解光纤拉制、散热控温、精准打击等难题。
2026-11-04 09:55
1.75万辆北斗高精度共享电单车服务超600万人次,“5G+北斗”低空空域监视通信专网填补空白……近期,第五届北斗规模应用国际峰会在湖南株洲举行,一项项北斗应用惊艳亮相。聚力卫星研制、终端制造、场景示范、国际合作,“北斗之城”将迸发出更大能量,成为中部崛起的强劲力量。
2026-11-04 09:49
今年8月,在2026世界机器人大会举办期间,全国首个具身机器人演出“沙盒审批”试点在北京亦庄落地,首形科技(北京)有限公司、北京中科慧灵具身智能科技有限公司、阿卡帕尼(北京)机器人有限公司三家企业获颁《具身机器人演出“沙盒审批”准入证明》。北京经开区已率先落地全国首个数字人营业性演出沙盒试点,如今演出“沙盒审批”已从虚拟数字人延伸至实体机器人。
2026-11-04 09:48
今年“双十一”电商大促,Token(词元)以独立品类在多个电商平台上架,看不见、摸不着的算力服务,变成可以下单的商品。青海西宁市民苏国庆是一名短视频爱好者,为了让视频呈现更好的效果,趁着电商大促,他“囤”了不少Token。
2026-11-04 09:45
“十五五”规划纲要提出,面向生物育种、生产管理、疫病防治等场景加快农业数智化升级。站在“十五五”开局之年,我国数智技术加速赋能千行百业,成为驱动经济发展的创新动力。
2026-11-04 04:20
11月3日8时15分,力箭二号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的千帆极轨21组卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-11-03 09:33
2026年5月,国务院印发《加快农业农村现代化“十五五”规划》,对“健全现代农业经营服务体系”进行部署,强调“将先进适用品种、技术、装备引入小农户”“促进小农户和现代农业发展有机衔接”。
2026-11-03 03:55
近日,中共中央、国务院印发《关于发展新质生产力的意见》,对“改造提升传统产业”作出系统部署,并将其作为推动科技创新和产业创新深度融合的重要任务之一。
2026-11-03 03:55
1983年2月,“两弹一星”元勋钱学森给中国科学院院士李正武写了一封信。信件仅200余字,没有客套寒暄,却映照出两位“患难之交”的深厚情谊和默契。
2026-11-03 03:55
加载更多