Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các Tính Chất Điện Tử của Các Polynucleotid Ngắn Được Nghiên Cứu Sử Dụng Nối Schottky
Tóm tắt
Axit deoxyribonucleic (DNA), bản thiết kế của sự sống, đã thu hút sự chú ý gần đây liên quan đến những ứng dụng tiềm năng của nó trong điện tử. Để hiện thực hóa những ứng dụng này, việc chuyển giao điện tích qua phân tử đã được thực hiện nhiều nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết trong vài thập kỷ qua. Kết quả từ các điều kiện thực nghiệm khác nhau cho thấy các hành vi điện khác nhau. Cấu trúc nhạy cảm của DNA bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường khắc nghiệt như được thể hiện trong các kỹ thuật đặc trưng hóa thông thường. Tìm kiếm một phương pháp đơn giản nhưng chính xác định lượng hơn sẽ hiệu quả hơn để hiểu biết về các tính chất điện tử của DNA. Trong công trình này, chúng tôi đã sử dụng các tiếp điểm Schottky đặc trưng cho DNA được tích hợp trong một bảng mạch in (PCB) để điều tra các tính chất của bốn bazơ nitơ của guanin (G), thymine (T), cytosine (C) và adenine (A) dưới dạng polynucleotid ngắn. Việc thu thập và phân tích các hồ sơ dòng - điện (I-V) cho phép đo các tham số trạng thái rắn được chọn tương ứng với mỗi bazơ polynucleotid DNA. Khi quan sát các hồ sơ và tham số I-V đặc trưng, các hồ sơ dẫn điện gần gũi và cao hơn đáng kể đã được chứng minh cho các purin (A và G) so với các hồ sơ rất giống nhau của các pyrimidin (T và C), điều này nhất quán với các quan sát trước đây. Do đó, những quan sát thu được từ công trình này có thể cung cấp một sự khái niệm rõ ràng về vai trò của mỗi bazơ nitơ trong quá trình chuyển giao điện tích qua phân tử DNA và cho phép hiểu rõ hơn về các tính chất điện tử đặc trưng của mỗi bazơ.
Từ khóa
#DNA #điện tử #chuyển giao điện tích #tiếp điểm Schottky #polynucleotidTài liệu tham khảo
B. Alberts, A. Johnson, P. Walter, J. Lewis, M. Raff, and K. Roberts, Molecular Cell Biology (New York: Garland Science, 2008), p. 3.
M. Di Ventra and M. Zwolak, J. Nanosci. Nanotechnol. 2, 475 (2004).
A. Aviram and M.A. Ratner, Chem. Phys. Lett. 29, 277 (1974).
D.Y. Zang and J.G. Grote, SPIE.ORG. Photonic Mater. Devices IX. 64700A64701-64710 (2007).
B. Xu, P. Zhang, X. Li, and N. Tao, Nano Lett. 4, 1105 (2004).
S.O. Kelley and J.K. Barton, Science 283, 375 (1999).
A.J. Storm, J. van Noort, S. de Vries, and C. Dekker, Appl. Phys. Lett. 79, 3881 (2001).
D. Porath, A. Bezryadin, S. De Vries, and C. Dekker, Nature 403, 635 (2000).
A. Rakitin, P. Aich, C. Papadopoulos, Y. Kobzar, A.S. Vedeneev, J.S. Lee, and J.M. Xu, Phys. Rev. Lett. 86, 3670 (2001).
R.G. Endres, D.L. Cox, and R.R. Singh, Rev. Mod. Phys. 76, 195 (2004).
Y.A. Mantz, F.L. Gervasio, T. Laino, and M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 99, 058104 (2007).
M. Taniguchi and T. Kawai, Physica E 33, 1 (2006).
R.A. Marcus and N. Sutin, Biochim. Biophys. Acta Rev. Bioenerg. 811, 265 (1985).
J.K. Barton, E.D. Olmon, and P.A. Sontz, Coord. Chem. Rev. 255, 619 (2011).
S.V. Aradhya and L. Venkataraman, Nat. Nanotechnol. 8, 399 (2013).
K. Wang and B. Xu, Top. Curr. Chem. 375, 17 (2017).
I. Kratochvílová, K. Král, M. Bunček, A. Víšková, S. Nešpůrek, A. Kochalska, T. Todorciuc, M. Weiter, and B. Schneider, Biophys. Chem. 138, 3 (2008).
H.Y. Lee, H. Tanaka, Y. Otsuka, K.H. Yoo, J.O. Lee, and T. Kawai, Appl. Phys. Lett. 80, 1670 (2002).
H. van Zalinge, D.J. Schiffrin, A.D. Bates, W. Haiss, J. Ulstrup, and R.J. Nichols, ChemPhysChem 7, 94 (2006).
H. Cohen, C. Nogues, D. Ullien, S. Daube, R. Naaman, and D. Porath, Faraday Discuss. 131, 367 (2006).
M. Xu, R.G. Endres, and Y. Arakawa, Small 3, 1539 (2007).
M. Zwolak and M. Di Ventra, Nano Lett. 5, 421 (2005).
K. Iguchi, J. Phys. Soc. Jpn. 70, 593 (2001).
I. Kratochvílová, T. Todorciuc, K. Král, H. Nemec, M. Buncek, J. Šebera, S. Zalis, Z. Vokacova, V. Sychrovsky, L. Bendarova, P. Mojzeš, and B. Schneider, J. Phys. Chem. B 114, 5196 (2010).
Z.G. Yu and X. Song, Phys. Rev. Lett. 86, 6018 (2001).
B. Giese, Acc. Chem. Res. 33, 631 (2000).
B. Giese, J. Amaudrut, A.K. Köhler, M. Spormann, and S. Wessely, Nature 412, 318 (2001).
V.M.K. Bagci and A.A. Krokhin, Chaos Solitons Fractals 34, 104 (2007).
J.C. Genereux and J.K. Barton, Chem. Rev. 110, 1642 (2009).
J.M. Artés, M. López-Martínez, I. Díez-Pérez, F. Sanz, and P. Gorostiza, Electrochim. Acta 140, 83 (2014).
S.Z. Azmi, V. Vello, N. Rizan, J. Krishnasamy, S. Talebi, P. Gunaselvam, S.N.M. Iqbal, Y.Y. Chan, S.M. Phang, M. Iwamoto, and V. Periasamy, Appl. Phys. A 124, 559 (2018).
N. Rizan, Y.Y. Chan, M.R. Niknam, J. Krishnasamy, S. Bhassu, G.Z. Hong, S. Devadas, M.S.M. Din, M.H. Tajjudin, R.Y. Othman, S.M. Phang, M. Iwamoto, and V. Periasamy, Sci. Rep. 8, 896 (2018).
V. Periasamy, N. Rizan, H.M.J. Al-Ta’ii, Y.S. Tan, H.A. Tajuddin, and M. Iwamoto, Sci. Rep. 6, 29879 (2016).
Y.Y. Chan, S. Bhassu, and V. Periasamy, Appl. Phys. Express 13, 041005 (2020).
F. Scholz, Electroanalytical Methods: Guide to Experiments and Applications (Berlin: Springer, 2010), p. 11.
H. Wang, J.P. Lewis, and O.F. Sankey, Phys. Rev. Lett. 93, 016401 (2004).
K.H. Yoo, D.H. Ha, J.O. Lee, J.W. Park, J. Kim, J.J. Kim, H.Y. Lee, T. Kawai, and H.Y. Choi, Phys. Rev. Lett. 87, 198102 (2001).
S. Steenken and S.V. Jovanovic, J. Am. Chem. Soc. 119, 617 (1997).
C.A. Seidel, A. Schulz, and M.H. Sauer, J. Phys. Chem. 100, 5541 (1996).
J.C. Genereux, A.K. Boal, and J.K. Barton, J. Am. Chem. Soc. 132, 891 (2010).
I.A. Shkrob, T.M. Marin, A. Adhikary, and M.D. Sevilla, J. Phys. Chem. C 115, 3393 (2011).
J. Cadet and J.R. Wagner, Arch. Biochem. Biophys. 557, 47 (2014).
D.M. Close, J. Phys. Chem. A 108, 10376 (2004).
N.J. Tao, J.A. DeRose, and S.M. Lindsay, J. Phys. Chem. 97, 910 (1993).
N. Tuğluoğlu and S. Karadeniz, Appl. Phys. 12, 1529 (2012).
P. Chattopadhyay, J. Phys. D Appl. Phys. 29, 823 (1996).
S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices (New York: Wiley, 1981).
F.E. Cimilli, M. Sağlam, H. Efeoğlu, and A. Türüt, Physica B 404, 1558 (2009).
S.K. Cheung and N.W. Cheung, Appl. Phys. Lett. 49, 85 (1986).
Z. Chan, A. Ahgilan, V. Sabaratnam, Y.S. Tan, and V. Periasamy, Appl. Phys. Express 8, 047002 (2015).
D.A. Neamen, Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles (New York, NY: McGraw-Hill, 2012).