Electronic transport in DNA-based single molecular devices
基于 DNA 的单分子器件中的电子传输
基本信息
- 批准号:1231967
- 负责人:
- 金额:$ 36万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-09-01 至 2016-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The objective of this program is to create DNA single molecule junction devices and measure their electromechanical properties under precise controls of a number of variables applying the recent developed single molecule molecular transport junction (MTJ) system. In combination of theory computation and modeling, this project will elucidate the intrinsic transport mechanisms of molecular structure-dependent conductance behaviors and gleaning important conclusions regarding the enhancement and tuning of charge transport in single DNA junction devices.The intellectual merit is to develop a comprehensive approach that utilizes electrical engineering, chemistry and physics in the development of DNA single molecule junction devices and control and measure the variables, including DNA-electrode contact and a rich variety of structures of DNA caused by bending, orientations and water and counterions conditions, at the single molecular level. AFM nanolithography and modified SPM-based MTJ technique will enable a new measurement approach. The proposed work is expected to gain a detailed and in-depth understanding of electronic transport in DNA single molecule junctions and provide a major step towards the incorporation of DNA molecules as functional elements in electronic devices.The broader impacts are the participation of undergraduate, minority, and high school students to research opportunities in the emerging interdisciplinary fields through various recruiting programs to train the next generation scientists and engineers. The measurement and understanding of electronic transport through single DNA molecular devices under the native physiological conditions relevant to the damage and mutation in DNA will have applications ranging from electronic, biomedical, environmental to human health.
该计划的目标是创建DNA单分子结装置,并在应用最近开发的单分子分子运输结(MTJ)系统的许多变量的精确控制下测量其机电特性。本项目将通过理论计算和建模相结合的方法,阐明分子结构依赖的电导行为的内在传递机制,并收集关于单DNA结器件中电荷传输的增强和调节的重要结论。智力上的优点是在单分子水平上开发一种综合的方法,利用电子工程、化学和物理来开发DNA单分子结装置,并控制和测量变量,包括DNA-电极接触和由弯曲、取向、水和反离子条件引起的丰富多样的DNA结构。原子力显微镜纳米光刻和改进的基于spm的MTJ技术将使新的测量方法成为可能。所提出的工作有望对DNA单分子连接中的电子传递有详细和深入的了解,并为将DNA分子作为电子设备中的功能元件提供重要的一步。更广泛的影响是,通过各种招聘计划,本科生、少数族裔和高中生参与新兴跨学科领域的研究机会,以培养下一代科学家和工程师。在与DNA损伤和突变相关的天然生理条件下,测量和理解通过单个DNA分子装置的电子传输将具有从电子、生物医学、环境到人类健康的广泛应用。
项目成果
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