观点:科研人员报道单分子芯片制备实验流程
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、高的稳定性、对复杂环境的良好耐受性以及CMOS的兼容性,有望为探索无限大的底部空间打造强劲引擎。
北京大学化学与分子工程学院郭雪峰教授课题组长期致力于石墨烯基单分子器件的研究。在单分子尺度上构筑多功能分子器件: 包括场效应晶体管(Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 14026;Nat. Commun.2022, 13, 1410;Sci. Adv.2022, 8, eabm3541)、开关(Science2016, 352, 1443;Nat. Commun.2019, 10, 1450)、整流器(J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 20811)、忆阻器(Adv. Mater.2022, 2204827)、发光二极管(Adv. Mater.2023, 2209750)等,展示了基于单分子器件在芯片微小化、多功能化方面的广阔应用前景(图1)。在单分子尺度上研究分子行为:包括分子构象变化(Nano Lett.2017, 17, 856;Matter2021,5,1224)、非键相互作用(Sci. Adv.2016,2, e1601113;Nat. Commun.2018, 9, 807;JACS Au2021, 1, 2271)、基本有机反应(Nano Lett.2018, 18, 4156;Sci. Adv.2018, 4, eaar2177;J. Am.Chem. Soc.2022, 144, 3146)、过渡金属催化(Nat. Nanotechnol.2021, 16, 1214;Nat. Commun.2022, 13, 4552;J. Am. Chem. Soc.2023, accepted)、有机小分子催化(Matter2021,4, 2874)和手性诱导的自旋选择性(Nat. Chem.2023, accepted)等,突破了系综平均,描绘了动态、多维的反应图像(图1)。
图1. 碳基单分子器件的功能
(资料图片仅供参考)
郭雪峰课题组近日在Nature Protocols上报道了已发展成熟的单分子芯片制备实验流程,主要包括石墨烯场效应晶体管的制备与单分子锚定两大关键步骤。
在铜片上通过化学气相沉积生长高质量单层石墨烯。通过PMMA的辅助,在对铜片刻蚀后,将石墨烯转移至特定尺寸的硅片上,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(图2)。
图2. 石墨烯晶体管的制备流程
锚定单个分子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PMMA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(图3)。
图3.单分子的锚定
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多模态的表征进一步验证: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(图4)。
图4.单分子的多模态表征技术
结合多模态的表征,单分子器件将会激发新一代电子设备,以及分子基本物性、化学反应动力学、生物物理的发展。
该工作以“Graphene-molecule-graphene single-molecule junctions to detect electronic reactions at molecular scale”为题在线发表在Nature Protocols杂志上(Nat. Protoc.2023, DOI:10.1038/s41596-023-00822-x)。该工作的第一作者是北京大学博士后杨晨和杨才耀,郭雪峰为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金委、科技部和北京分子科学国家研究中心的联合资助。
标签:
抢先读
- 爱情公寓3打CS是是什么时候?爱情公寓打CS剧情简述
- 《星球重启》尖叫戈壁趣味挑战什么奖励?《星球重启》尖叫戈壁趣味挑战玩法机制是什么?
- 金风科技是一家什么企业?金风科技股票行情怎么样?
- 潞安环能是一家什么企业?潞安环能股票行情怎么样?
- 债券型基金会亏本金吗?债基收益率一般多少?
- 什么是毛利?毛利率怎么分类?
- 解除合同的方式有哪些?合同怎么解除?
- 股指交割日对股市的影响有哪些?股指交割日大盘必跌吗?
- 怎么更改iphone照片拍摄时间?iphone照片拍摄时间更改的教程
- 构成合同转让的必要条件有哪些?什么是合同权利义务的概括移转?
- 盛势小说叫什么 夏耀为啥怕大长腿?
- 苹果发布新版本移动操作系统iOS16.5 你期待吗?
- 社会养老保险的种类有哪些?社会养老保险多少岁可以领钱?
- 夸克云文件如何免费解压?夸克解压文件要多少钱?
- 日系车在国内气数快尽了 是什么原因导致的呢?
- 烧开两次的水可以喝吗?不能饮用的五种开水是什么?
- 合同债权的转让有哪些条件?合同债权转让的概念是什么?
- 金风科技业务覆盖哪些领域?金风科技股票价格是多少?
- 信用卡逾期2天会不会很严重?信用卡出现逾期如何避免被起诉?
- 封闭式基金每天更新收益吗?买封闭式基金有哪些技巧?
- jeep牧马人是合资还是进口?jeep牧马人是哪个国家的品牌?
- 无签约储蓄账户如何转账?银行卡不能转账是怎么回事?
- 二手房卖方违约 二手房合同的违约金
- 槿字取名寓意有哪些?带卿的古风名字女有哪些?
- 乌龙茶有哪些品种?乌龙茶的功效与作用有哪些?
- symantec卸载密码是什么?赛门铁克杀毒软件如何卸载?
- 今日热讯:如何建造木起重机_送给女朋友的实用礼物有哪些
- 如何衡量一个投资组合的风险和收益?投资组合的收益率公式?
- 消耗量定额是什么?预算定额与消耗量定额的区别是什么?
- 股票为什么会涨和跌啊?股票分红需要持股多久?
- 希腊字母怎么打出来?怎么在word文档里输入希腊符号?
- 新股申购怎么知道中签没?起始配号和配号数量怎么看中签?
- 特斯拉Model Y去年销售74.7万辆 同比大增91%
- 监理人单方解除合同的条件有哪些?解除合同时效的规定是多久?
- 税延养老保险是什么意思?税延养老保险和个人养老金区别是什么?
- 劳动法律关系是什么意思?劳动法律关系与劳动关系的区别有哪些?
- 行为人主观过失不构成侵犯知识产权罪吗?侵犯知识产权罪的刑事认定标准是什么?
- 信用卡星级是怎么一回事?怎么提升星级?
- 劳动法律关系是什么意思?劳动法律关系与劳动关系的区别有哪些?
- 键盘怎么自定义改键?电脑怎么更改键盘设置?
- 建设银行预约纪念币流程是什么?建设银行金币纪念币多少钱?
- 股票卖出后资金多长时间到帐?股票交易的规则有什么?
- 桂花品种有哪些?桂花树结的果子有什么功效?
- 公摊面积怎么算?公摊面积的计算方式有什么呢?公用建筑面积由哪两部分组成?
- 观点:科研人员报道单分子芯片制备实验流程
- 二手房交易全部流程 购房委托公证书怎么写
- 香港房价为什么那么贵?香港的房价平均多少?
- 寸草心打一字是什么?寸草心的典故源于哪首诗?
- 企业劝退员工应该给予的赔偿有哪些 辞退员工后劳动合同需要返还吗?
- 劳动关系是指什么?用人单位是指什么?
- QDII基金和QFII基金是什么意思?QDII和QFII有什么区别?
- 周而复始是什么意思?周而复始是褒义还是贬义?
- 单位资源贡献边际法是指什么意思?单位资源贡献边际的计算公式是什么?
- 广义货币m2是什么意思?广义货币与狭义货币的区别
- 江竹筠怎么读?江竹筠的故事英雄事迹
- 信用卡取现影响征信吗?信用卡取现可以分期还款吗?
- 陕西省2023年二本大学分数线是多少?陕西二本大学有哪些?
- 党内警告处分有什么影响?党内警告处分对儿女有什么影响?
- 最初的相遇最后的别离结局介绍 最初的相遇最后的别离剧情简介
- 劳动关系的种类有什么划分标准?劳动关系的种类包括哪些?
- Neo半导体推出3D X-DRAM 每个芯片230层
- 宝宝指甲掉了多久能沾水?宝宝指甲掉了吃什么好?
- 担保人社保卡被冻结怎么办?债权债务抵消协议书要怎么写?
- dat文件用什么打开?dat音频文件用什么软件打开?
- 余额宝上限是多少?余额宝10万能一下转出吗?
- 劳动关系的种类有什么划分标准?劳动关系的种类包括哪些?
- 申请专利的费用都有什么内容?中华人民共和国专利法实施细则第九十三条内容
- 原神怎样联机与好友一起玩?原神里的花鳉吃什么鱼饵?
- 购买二手房时注意事项 委托购房协议具有法律效力吗
- 债券回购是什么意思? 如何进行债券回购交易?
- 办理房产抵押贷款需要什么手续?房贷利率4.1怎么算利息?
- 担保人社保卡被冻结怎么解决?借债人跑了债务怎么办?
- 宝宝吃手是饿了吗?宝宝吃手是没吃饱吗?
- 皇后死了是崩还是薨?薨逝和崩逝有什么区别?
- 住房公积金提取额度已满怎么办?债券到期是什么意思?
- 高铁实名制认证如何处理?高铁身份证怎么通过核验?
- 薨崩卒不禄都指什么死?薨逝和殁了的区别是什么?
- itunes无法连接iphone怎么办?itunes怎么连接到苹果电脑?
- 买房签合同注意事项包括什么?买卖合同的内容一般包括哪些呢?
- 劳动关系、劳务关系两者之间的关系与区别有哪些?
- 申请专利要多少钱?申请专利的费用都有什么呢?中华人民共和国专利法实施细则第九十三条
- 劳动关系怎样认定?劳动关系认定的法律依据是什么?
- 怎么理解合同的变更?合同变更是如何进行的?
- 风调雨顺打一生肖的谜底是什么?龙年出生的人有什么特点?
- 新县新集镇:水稻种植走上新“稻”路|天天快播
- 什么情况才做顺位抵押贷款?抵押权顺位的情形是怎么样的?
- 广义货币m2是什么意思?广义货币与狭义货币的区别
- 抵押权人的优先受偿权是什么含义?抵押权人和抵押人的区别是什么?
- 欧莱雅跟自然堂哪个好用?欧莱雅怎么样?
- 每股收益的含义是什么?每股税后利润的含义是什么?
- 中国加入wto的三个条件?加入wto有什么好处?
- 研发费用资本化是什么意思?研发费用资本化的五个条件是什么?
- 劳动关系是指什么?用人单位是指什么?
- 喝酒之前为什么要碰杯?喝酒碰杯有什么讲究?
- 普拉多油耗多少真实油耗多少?普拉多开着舒服吗?
- 腿粗的人穿什么靴子?腿粗怎么办怎么才能瘦腿?
- 地增值税的扣除项目有哪些?土地增值税清算条件是什么?
- 阿里巴巴直播怎么开通?阿里巴巴是什么公司?
- 国债一万亿怎么买?1万亿特别国债什么时候发行的?
- 熊市是什么意思?熊市又称作什么?熊市买什么行业的股票好?