노스캐롤라이나 주립대학의 화학자 Ryan Chiechi와 Xingkai Qiu는 두 가지 다른 유형을 사용했습니다.
과학자들은 다양한 풀러렌이첫 번째 광계의 단백질이 표면에서 특정 모양으로 자가 조립되도록 유도하여 다이오드와 저항기를 생성했습니다. 회로를 완성하기 위해 갈륨-인듐 액체 금속 공융 접점이 상단에 인쇄되었습니다.
이미지: Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications
“저항이 필요한 곳에 우리는첫 번째 광계가 독립적으로 조립된 전극의 한 유형의 풀러렌과 다이오드가 필요한 곳에 다른 유형을 적용했습니다. 지향성 광계 I 단백질은 전류를 정류하는데, 이는 전자가 한 방향으로만 움직인다는 것을 의미합니다.”라고 Chiechi가 말했습니다.
연구원들은 단백질 구조를 인공 전극에 연결하고 전자 터널링을 사용하여 전류를 조절하는 간단한 논리 회로를 만들었습니다.
이 단백질들은 전자의 파동함수를 산란시키고,아직 완전히 이해되지 않은 방식으로 터널링을 중재합니다. 결과적으로 이 회로는 10nm의 두께에도 불구하고 양자 수준에서 작동하여 터널 모드에서 작동합니다. 그리고 우리는 개별 분자가 아닌 분자 그룹을 사용하기 때문에 구조가 안정적입니다. 사실, 우리는 이러한 회로 위에 전극을 인쇄하고 장치를 만들 수 있습니다.
노스캐롤라이나 주립대학교 화학과 교수 Ryan Chiechi, 연구 공동 저자
그들의 발전을 보여주기 위해 화학자들은간단한 다이오드 기반 AND/OR 게이트를 다른 입력의 전압에 따라 하나의 입력 신호를 켜거나 꺼서 정보를 인코딩할 수 있는 펄스 변조기에 통합했습니다. 첫 번째 광계의 단백질을 기반으로 한 논리 회로는 3.3kHz의 주파수로 입력 신호를 전환할 수 있습니다. 연구진은 속도 면에서 현대 논리 회로와 비교할 수는 없지만 분자 회로에 대한 최상의 결과 중 하나라고 지적했습니다.
과학자들은 이러한 단백질 기반 회로가 기존 반도체의 기능을 개선, 대체 또는 확장하는 전자 장치의 개발로 이어질 수 있다고 믿습니다.
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