Opbygning af optiske miniatureantenner ved hjælp af DNA som vejledning

Et internationalt forskningssamarbejde har rapporteret en ny, meget parallel teknik til at fremstille præcise metalliske nanostrukturer med designede plasmoniske egenskaber ved hjælp af selvsamlede DNA origami-former. Den såkaldte DALI (DNA-assisteret litografi) metode er blevet offentliggjort i det seneste nummer af Videnskab fremskridt .

"Vi kan bygge stort set enhver nanoskalaform ved hjælp af en DNA origami -teknik, og nu har vi vist, hvordan man bruger disse præcise former som "stenciler" til at oprette millioner af fuldt metalliske nanostrukturer med 10 nm funktionsstørrelser på én gang, "forklarer adjungeret professor Veikko Linko fra Aalto University. Tricket i DALI -metoden er, at når DNA -strukturerne aflejres på en chip belagt med silicium, siliciumoxid kan kun dyrkes selektivt på de bare områder af substratet. "Ved at kontrollere denne proces, vi kan skabe origami-formede åbninger på det dyrkede siliciumoxidlag, og dette lag kan bruges som en maske til de følgende litografitrin. Endelig, vi fordamper metal gennem disse åbninger og skaber metalliske strukturer med samme form og størrelse som den originale DNA -origami på et gennemsigtigt underlag, såsom safir, "Boxuan Shen fra Nanoscience Center ved Jyväskylä University beskriver metoden.

De små metalliske egenskaber dækker hele det transparente underlag, og derfor har disse overflader spændende optiske egenskaber. Strukturernes små dimensioner - i området 10 nanometer - muliggør yderligere afstemning af disse egenskaber ved det synlige bølgelængdeområde. "Rent faktisk, vi har her demonstreret en struktur, som vi mener er verdens mindste helt metalliske bowtie-formede antenne. Denne ekstremt lille størrelse udvider rækkevidden af ​​optiske funktioner fra infrarød til synlig, "siger adjunkt Jussi Toppari fra Jyväskylä universitet. Disse antenner har snesevis af optiske og plasmoniske applikationer, såsom overfladeforbedret Raman -spektroskopi, biosensering eller fluorescensforbedring. I øvrigt, forskerne demonstrerede, at overfladerne kan bruges som polarisatorer ved at fremstille kirale strukturer ved hjælp af DALI.

"DALI -metoden er meget parallel, og det kunne yderligere muliggøre billig wafer-produktion af overflader, da det ikke er afhængigt af dyre mønstermetoder. Det er også udstyret til fremtidige undersøgelser for at levere bioinspirerede overflader og metamaterialer, hvis de tilpassede origami -strukturer kan arrangeres på substratet før metallisering, "siger professor Mauri Kostiainen fra Biohybrid Materials Group ved Aalto University.