Ein DNA-Origami-Bausteinsystem zur Herstellung nanoelektronischer Komponenten

• Antragsteller: Professor Dr. Artur Philipp Nikolaus Erbe; Professor Dr. Ralf Seidel
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328415435

Die Synthese von metallischen und halbleitenden Nanostrukturen mit Hilfe biomolekularer Template verspricht eine hochgradig parallelisierte und damit kostengünstige Herstellung von nanoelektrischen Bauelementen. Die Fortschritte in der DNA-Nanotechnologie bieten mittlerweile äußerst vielseitige Möglichkeiten zur Herstellung komplexer biomolekularer Template mit programmierbaren Formen, Größen und Modifikationen. Um die biomolekulare Struktur in entsprechend geformte anorganische Nanostrukturen zu überführen, wurde durch uns ein Baukastensystem basierend auf DNA-Gussformen entwickelt, in dem DNA-Hohlstrukturen mit einem gewünschten Material gefüllt werden können. Es wurde eine Bibliothek unterschiedlich geformter Formelemente aufgebaut, welche modular aneinander gedockt werden. Können. Damit können Superstrukturen der Gussformen und daraufhin anorganische Nanostrukturen mit komplexen Geometrien und unterschiedlichen Materialkombinationen hergestellt werden. In diesem Projekt werden wir diesen Ansatz weiterentwickeln, um komplexere Strukturen zu realisieren, die konkrete nanoelektronische Bauteilkonfigurationen darstellen. Konkret sollen ambipolare Transistoren basierend auf halbleitenden Nanostäben mit lokalen Gates sowie Spinventil-Architekturen hergestellt werden. Durch eine ausgefeilte Kombination unseres Selbstorganisationsansatzes mit Top-Down-Lithographie werden die erhaltenen Gerätearchitekturen elektrisch integriert und charakterisiert und der Betrieb der Bauelemente demonstriert. Die Messungen werden verwendet, um die Grenzflächeneigenschaften zwischen den verschiedenen Kombinationen von metallischen, halbleitenden und biomolekularen Materialkombinationen zu verstehen und zu optimieren. Damit sollen reproduzierbare, selbstorganisierte elektronische Bauelemente im Nanomaßstab erzeugt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen