[發(fā)明專利]分子電子裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980046384.1
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN112424963A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿章·阿達文;安德魯·J·特伯菲爾德;理查德·E·P·溫佩妮
• 申請（專利權(quán)）人: 牛津大學(xué)科技創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: H01L51/00
• 分類號: H01L51/00;H01L51/05;B01J19/00;C12Q1/6874
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

一種分子電子裝置(10)包含多核苷酸框架(3)、一個或多個分子電子組件(4)以及一個或多個電觸點(7)。所述分子電子組件和所述電觸點各自連接到所述多個多核苷酸，使得所述分子電子組件和所述電觸點相對于所述框架并相對于彼此定位。這形成所述電觸點與所述分子電子組件之間的耦接。

本發(fā)明涉及一種分子電子裝置和組裝分子電子裝置的方法。

分子(例如，具有限定的原子組成和結(jié)構(gòu)式)是可以對其功能進行操縱的最小物體。因此，分子電子組件為電路的小型化提供了最大限度。在這種規(guī)模上，量子現(xiàn)象支配此類裝置的特性，并且因此分子電子組件可以能夠用于研究用于量子技術(shù)的組件的開發(fā)。

然而，由于其大小(通常小于可能制造的最小的金屬導(dǎo)線)，因此難以操縱分子電子組件以將它們連接到電路中，并且使用常規(guī)工程化方法獲得的產(chǎn)率非常低。

在一種技術(shù)中，可以使用電流或機械應(yīng)變在細導(dǎo)線(被稱為“斷裂結(jié)”)中制造幾納米的間隙。然后，可以將分子組件沉積在導(dǎo)線上，從而希望一個(并且只有一個)分子組件能夠橋接導(dǎo)線中的間隙，使得所述組件然后可以并入到電路中。然而，這種技術(shù)依賴于可能性并且因此很少產(chǎn)生能運轉(zhuǎn)的裝置。此外，由于不可能以任何精度控制導(dǎo)線中的間隙的形狀和分子相對于導(dǎo)線的定向，因此此類“能運轉(zhuǎn)的”裝置很少表現(xiàn)出可再現(xiàn)的特性。

在另一種技術(shù)中，可以使用掃描隧穿顯微鏡來定位和研究沉積在導(dǎo)電表面上的分子組件。與將分子組件插入到斷裂結(jié)中相比，這個過程更可靠且可重復(fù)。然而，這個技術(shù)使用體積大的實驗設(shè)備，這限制了可以用于分子電子裝置的幾何結(jié)構(gòu)，從而排除了一些實用裝置。

本發(fā)明的目的是提供改進的分子電子裝置和組裝分子電子裝置的方法。

當(dāng)從第一方面來看，本發(fā)明提供了一種分子電子裝置，其包括：

框架，所述框架包括多個多核苷酸；

一個或多個分子電子組件；以及

一個或多個電觸點；

其中所述一個或多個分子電子組件和所述一個或多個電觸點各自連接到所述多個多核苷酸中的一個或多個多核苷酸，使得所述一個或多個分子電子組件和所述一個或多個電觸點相對于所述框架并相對于彼此定位以形成所述一個或多個電觸點與所述一個或多個分子電子組件之間的耦接。

當(dāng)從第二方面來看，本發(fā)明提供了一種組裝分子電子裝置的方法，所述方法包括：由多個多核苷酸組裝框架；

將一個或多個分子電子組件連接到所述多個多核苷酸中的一個或多個多核苷酸；以及將一個或多個電觸點連接到所述多個多核苷酸中的一個或多個多核苷酸；

其中所述一個或多個分子電子組件和所述一個或多個電觸點各自連接到所述多個多核苷酸中的一個或多個多核苷酸，使得所述一個或多個分子電子組件和所述一個或多個電觸點相對于所述框架并相對于彼此定位以形成所述一個或多個電觸點與所述一個或多個分子電子組件之間的耦接。

當(dāng)從第三方面來看，本發(fā)明提供了一種分子電子裝置，其可通過根據(jù)本發(fā)明的第二方面所概述的方法來獲得。

本發(fā)明提供了分子電子裝置和組裝分子電子裝置的方法。所述裝置包含框架，所述框架是由多個多核苷酸組裝而成(例如，通過成對的多核苷酸的雜交以形成雙螺旋)。一個或多個分子電子組件和一個或多個電觸點相對于多核苷酸框架定位(例如，連接到所述多核苷酸框架)。所述一個或多個電觸點也相對于所述一個或多個分子電子組件定位。

通過將所述一個或多個電觸點和一個或多個分子電子組件中的每一個與形成所述框架的一個或多個多核苷酸連接，所述一個或多個電觸點和所述一個或多個分子電子組件相對于框架并相對于彼此定位。所述一個或多個電觸點和所述一個或多個分子電子組件相對于所述框架且相對于彼此的位置例如在組裝所述框架時使得形成所述一個或多個電觸點與一個或多個分子電子組件之間的耦接(如電連接)，以形成分子電子裝置。