Student World

Grafenový pásek široký asi 20-50 atomů uhlíku by mohl být základem tranzistoru s vlastnostmi vysoce překonávajícími křemík.

Zhenan Bao, profesorka chemie ze Stanfordu a její kolegové Anatoliy Sokolov a Fung Ling Yap nyní v Nature Communications popsali postup, jak grafenové pásky vytvářet pomocí DNA.
Zde je na místě nejprve trochu obecnější výklad. Flexibilita DNA a možnost přesně programovat tvar jejích struktur, se využívá třeba při tvorbě různých skládaček (viz DNA jako základ miniaturních skládaček, Pohyblivé skládačky z DNA). DNA lze rovněž použít tak, že na její kostru navěšíme další atomy; pak necháme DNA složit do dvojšroubovice, čímž na přesně určená místa dostaneme i navázané atomy (viz: skládání elektroniky, manipulace s nanostrukturami zlata).

Jak to souvisí s grafenovým tranzistorem? Vytvořit pásek prakticky monoatomární vrstvy široký maximálně 50 atomů samozřejmě není jednoduché. Vlákna DNA mají přitom zhruba potřebné rozměry. DNA se zde uplatní opět v roli kostry, ale trochu odlišně než ve výše uvedených příkladech – molekula DNA je následně zničena tak, aby na místě zůstaly jen atomy uhlíku (páteř DNA je tvořena sacharidem, který samozřejmě obsahuje uhlík). Postup jako celek je docela jednoduchý. Jako substrát posloužila křemíková destička máčená do roztoku DNA. V další fázi byl aplikován roztok měďnaté soli, přičemž atomy mědi se zabudovaly dovnitř vláken DNA. Posléze došlo k zahřátí destičky v atmosféře metanu. Chemické reakce vedly k tomu, že na křemíkové destičce zůstal z DNA jen uhlík (snad se částečně navázaly i atomy uhlíku vzniklé rozkladem metanu).

Technika je pokládána za nadějnou, mj. protože výroba by byla levná a vysoce škálovatelná, má ovšem ještě různé mouchy. Na některých místech se např. atomy uhlíku vrství na sebe, takže pak vznikne ne grafen, ale spíše běžný grafit.

Grafen je v pásku uspořádán do šestiúhelníkových struktur. Má vlastnosti polovodiče (zdroj neupřesňuje, kdy se grafen chová jako vodič a kdy jako polovodič). Rozměry samozřejmě slibují, že takový tranzistor bude nejen miniaturní, ale bude mít také velmi rychlou odezvu a minimální spotřebu energie.

Zdroj: Phys.org

autor Pavel Houser