利用DNA分子自组装技术，三维纳米电子器件首次实现自主构建

采用DNA分子自组装技术，美国哥伦比亚大学工程学院与布鲁克海文国家实验室科学家携手，首次实现了3D纳米电子设备的独立构建。有关研究论文于3月28日在《科学进步》杂志上发表。

从二维到三维可以显著增加电子产品的密度和计算能力，这种新技术也有利于开发受自然启发的人工智能系统。例如，模仿人脑自然三维结构的电子设备在运行模仿人脑的人工智能系统方面的效率有望优于二维结构。

目前，电子制造技术就像精密切割钻石，电路可以通过电子束一步步雕刻在材料表面。但这种自上而下的方式不仅消耗了大量的能量，而且当多层结构堆叠，结构复杂，三维设备制造经济高效时，良品率会像悬崖一样下降。

受DNA折纸技术的启发，研究小组开发了一种可扩展的纳米制造技术。该技术结合了自下而上、自上而下的方法，可以选择性地在金微阵列上生长3DDNA框架，从而制造出3D纳米结构的电子设备。DNA折纸技术的关键原理是通过碱基互补将长链DNA和设计好的短链DNA折叠成目标形状，形成稳定的纳米结构。

研究小组首先在一个表面铺设一个金色的微型方形阵型，然后将短链DNA附着在上面。金阵型导向DNA折纸框架，促进其在特定表面区域有序生长，自组装成3DDNA框架。

然后，他们用纳米氧化硅涂抹这些DNA框架，并将半导体氧化锡嵌入其中，使氧化锡超晶格被集成成光电流响应器件。数据显示，当光传感器被照亮时，它会发出电响应。

研究小组表示，他们可以在硅片上的特定位置放置数千个这样的结构，这将彻底改变制造复杂三维电子设备的方式。他们希望用这种新的方法制造更复杂的电子设备，使用各种材料。