Основываясь на предыдущих работах с использованием молекулы ДНК в качестве матрицы для сверхпроводящих нанопроволок, международная группа исследователей из Израиля, Германии и США дополнила их новейшим достижением биоинженерии, известным как ДНК-оригами, для получения нанопроводников произвольной формы.

Созданные ими сверхпроводящие структуры контролируются с нанометрической точностью, что позволяет использовать их в качестве шаблона для трехмерных архитектур, которые невозможно изготовить с помощью существующих сегодня технологий.

ДНК-оригами включает два основных компонента: кольцевое одиночное волокно ДНК в качестве каркаса и набор дополнительных коротких цепей, используемых для формирования нужной структуры.

«В нашем случае структура ДНК-оригами представляет собой проволоку длиной примерно 220 нм и шириной 15 нм, — рассказал Лиор Шани (Lior Shani) из Университета Бар-Илан в Израиле. — Мы опускаем ДНК-нанопровода на подложку с каналом и покрываем их сверхпроводящим нитридом ниобия. Затем мы подвешиваем нанопровода над каналом, чтобы изолировать их от подложки на время электрических измерений».

Для сверхпроводящих проводов нанометрового масштаба характерны квантовые флуктуации, которые разрушают сверхпроводящее состояние, что приводит к появлению сопротивления при низких температурах. С помощью сильного магнитного поля группа подавила эти флюктуации и уменьшила сопротивление примерно на 90%.

Работа группы, которая была представлена в журнале AIP Advances 19 января, открывает путь использования гибкой методики ДНК-оригами для создания сверхпроводящих 3D-архитектур межсоединений наноэлектроники и новых устройств, таких как трёхмерные магнитометры.