研究人员利用 DNA 折纸技术为未来的可见光半导体创造了金刚石晶格

蝴蝶翅膀的明亮色彩并不是由颜料显现出来的。相反，光子晶体负责色彩的变化。它们的周期性纳米结构允许某些波长的光通过，同时反射其他波长。这使得实际上是透明的翅膀鳞片显得如此绚丽的色彩。

对于研究团队来说，自从 35 多年前理论家预测可见光波长的人造光子晶体的制造以来，它一直是一个重大挑战和动力。

“光子晶体具有广泛的应用范围。它们已被用来开发更高效的太阳能电池、创新光波导和量子通信材料。然而，它们的制造非常费力，”Gregor Posnjak 博士解释道。

这位物理学家是慕尼黑大学 Tim Liedl 教授研究小组的博士后。利用 DNA 纳米技术，该团队开发了一种制造光子晶体的新方法。他们的研究结果现已发表在《科学》杂志上。

与光刻技术相比，慕尼黑大学团队使用一种称为 DNA 折纸的方法来设计和合成构建块，然后将其自组装成特定的晶格结构。 “众所周知，金刚石晶格理论上具有光子晶体的最佳几何形状。在金刚石中，每个碳原子都与其他四个碳原子结合。

“我们的挑战在于将钻石晶体的结构扩大 500 倍，以便构件之间的空间与光的波长相对应，”Liedl 解释道。 “我们通过用更大的构建块替换单个原子，将晶格的周期性增加到 170 纳米——在我们的例子中，是通过 DNA 折纸，”Posnjak 说。

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