Международная команда ученых разработала новаторскую технологию прецизионного соединения органических молекул с двумерными полупроводниками. Основой метода стала молекулярная самосборка ДНК-оригами — наноструктур, несущих органические красители в строго заданных позициях. Эти конструкции размещаются на чипах и покрываются ультратонким слоем полупроводника. Технология открывает путь к созданию сверхминиатюрных высокопроизводительных процессоров, детекторов и других передовых устройств.
Вызовы миниатюризации
Атомарно тонкие материалы, такие как дисульфид молибдена, обещают революцию в электронике и оптике, превосходя по эффективности традиционный кремний. Однако создание нанометровых функциональных узоров на их поверхности требует удивительной точности, пока недостижимой стандартными методами.
Точность на молекулярном уровне
Исследователи успешно применили ДНК-оригами для упорядоченного нанесения красителей на монослой дисульфида молибдена. Специально спроектированные ДНК-структуры размером около 100 нанометров размещают молекулы в заранее определенных точках. Полученная гибридная система затем интегрируется с полупроводниковым слоем.
Эффективный энергообмен
Эксперименты подтвердили корректность самосборки структур и выявили ключевой эффект: резонансный перенос энергии между красителями и полупроводником. Этот механизм позволяет контролировать свойства материала на наноуровне. Снимки фотолюминесценции наглядно демонстрируют усиленное излучение именно в зонах нанесения паттерна красителей.
Доказательство концепции
Метод доказал свою способность надежно структурировать энергетический ландшафт двумерных полупроводников с нанометровой точностью. Это фундаментальное достижение открывает двери для практического применения технологии.
Перспективы применения
Ученые планируют следующий шаг — создание работающих наноэлектронных и нанофотонных устройств на основе этого принципа. Такие гибридные материалы станут основой для революционных компактных устройств оптических вычислений, квантового моделирования и высокочувствительных сенсоров.
Источник: scientificrussia.ru
