Ученые из Массачусетского технологического института разработали технологию изготовления трехмерных структур из моновалентных квантовых точек. Это поможет в создании различных прикладных нанофотонных устройств и решений для неклассических вычислений.
Квантовые точки — это коллоидно-стабильные неорганические полупроводниковые наночастицы. Носители заряда (электроны и "дырки") в таких полупроводниках пространственно ограничены по всем трем измерениям. При этом размер точки чрезвычайно мал, что и дает возможность проявиться квантовым эффектам. Квантовые точки нашли применение в светодиодах, электротехнике и транзисторах. Однако физические свойства квантовых точек мешают создавать структуры из нескольких отдельных точек с заданным пространственным положением.
Исследователи считают, что разработанная ими новая технология создания структур с настраиваемыми свойства из множества квантовых точек может решить эту проблему.
Новый метод основан на технологии ДНК-оригами. Это один из наиболее точных методов создания молекулярных объектов практически любой формы. Управляя последовательностью нуклеотидов в цепочке, ученые программируют местоположение и структуру узлов сцепки молекул. В результате комплексная ДНК формирует каркас заданной формы, в который можно поместить квантовые точки.
Для управления свойствами последних ученые использовали химерную (генетически модифицированную) одноцепочечную ДНК. Эти молекулы позволяют контролировать химические свойства квантовых точек, а правильно подобранный размер позволяет встроить их в каркас.