نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
دانشکده فیزیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران
چکیده
در این مقاله، ترابرد الکترونی برای یک سامانۀ متشکل از مولکول DNA دورشتهای با توالی تلومریک متصل به دو الکترود نیمهمتناهی نانونوار سیلیسینی مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعه، با استفاده از مدل تنگبست و رهیافت تابع گرین مورد بررسی قرار گرفته است. با قرار دادن مولکول DNA در وسط دو الکترود نانونوار سیلیسینی شاهد کانالهای عبور الکترون در سامانه هستیم و همچنین، نوع بازهای آلی متصل به الکترودها تأثیر بهسزایی در ترابرد الکترونی سامانه را نشان دادند. محاسبات نشان میدهند که توالیهای تلومریک مانند: TAGGGT، TTAGGG و GTTAGG نسبت به بقیۀ توالیها بیشترین رسانش الکتریکی را دارند. ما دریافتیم که با کنترل ولتاژ گیت (دروازه) در سامانه میتوان جریان یا رسانش بار را کنترل کرد. همچنین، با افزایش تعداد جفت بازهای آلی در سامانه، شاهد افزایش جریان بودیم و با کنترل تعداد جفت بازهای آلی میتوان ویژگیهای ترابردی را کنترل کرد. این توانایی کنترل، کاربرد فراوانی و نقش بهسزایی در ساخت قطعات الکترونیکی دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Electron transport in DNA sequencing connected to silicene electrodes: design of electronic devices
نویسندگان [English]
- Saeedeh Mohammadi
- Ayoub Esmailpour
Department of Physics, Shahid Rajaee Teacher Training University, Lavizan, Tehran 16788-15811, Iran
چکیده [English]
In this article, electron transport has been studied for a system consisting of a double-stranded DNA molecule with a telomeric sequence attached to two semi-finite electrodes of silicic nanoribbons. This study has been investigated using the tight-binding model and Green's function approach. By placing the DNA molecule in the middle of two silicon nanorod electrodes, we can see the electron passing channels in the system, and also the type of organic base connected to the electrodes showed a significant effect on the electron transport of the system. Calculations show that telomeric sequences such as TAGGGT, TTAGGG, and GTTAGG have the highest electrical conductivity compared to other sequences. We found that by controlling the gate voltage in the system, It is possible to control the current or load delivery. Also, by increasing the number of organic base pairs in the system, we saw an increase in current, and by controlling the number of organic base pairs, the transport characteristics can be controlled. This ability to control has many uses and a significant role in the manufacture of electronic components.
کلیدواژه‌ها [English]
- DNA molecule
- electron transport
- electrical circuits
- Green's approach
- D Porath, N Lapidot, and J Gomez-Herrero, “Charge transport in DNA-based devices, in Introducing Molecular Electronics”, Springer (2006).
- C J Paez, P A Schulz, N R Wilson, and R A Romer, New J. Phys. 14 (2012) 093049.
- H Lodish, A Berk, C A Kaiser, M Krieger, M P Scott, A Bretscher, H Ploegh, and P Matsudaira, “Molecular Cell Biology”, Biological Sciences, 6th Edition, (2000).
- R G Endres, D L Cox, and R R Singh, Mod. Phys. 76, 1 (2004) 195.
- D Umadevi and G N Sastry, Phys. Chem. Lett. 2 (2011) 1572.
- D Le, A Kara, E Schroder, P Hyldgaard, and T S Rahman, Phys. Condens. Matter. 24 (2012) 424210.
- G Cuniberti, L Craco, D Porath, and C Dekker, Rev. B 65, 24 (2002) 241314.
- S Akca, A Foroughi, D Frochtzwajg, and H W C Postma, PLoS ONE 6 (2011) 18442.
- S Mohammadi, F Khoeini, M Esmailpour, A Esmailpour, and M Akbari-Moghanjoughi, Phys. 541 (2021) 111048.
- H Sadeghi, S Bailey, and C J Lambert, Phys. Lett. 104, 10 (2014) 103104.
- H Ma, M Liu, L Wen, Q Li, H Chen, and X Yi, Results Phys. 20 (2021) 103752.
- T H Osborn and A A Farajian, Nano Res. 7, 7 (2014) 945.
- S Mohammadi, F Khoeini, M Esmailpour, and M Khalkhali, Superlattice. 130 (2019) 182.
- N V Grib, D A Ryndyk, R Gutierrez, and G Cuniberti, Biophys. Chem. 1 (2010) 20.
- S Mohammadi, A Phirouznia, and M Esmailpour, E Low-dimens. Syst. Nanostruct. 133 (2021) 114803.
- K Shakouri, H Simchi, M Esmaeilzadeh, H Mazidabadi, and F M Peeters, Rev. B 92 (2015) 035413.
- M Ezawa, Rev. Lett. 109 (2012) 055502.
- S Datta, “Electronic Transport in Mesoscopic Systems”, Cambridge University Press, Cambridge, England, 1995. “Quantum Transport: Atom to Transistor”, Cambridge University Press, England, (2005).
- M P L Scancho, J M L Sancho, and J Rubio, F: Met. Phys. 14 (1984) 1205.
- T C Li and S P Lu, Rev. B 77 (2008) 085408.
- P Damle, T Rakshit, M Paulsson, and S Datta, IEEE Trans. Nanotechnol. 1 (2002) 145-53.
- S Datta, “Electronic Transport in Mesoscopic Systems”, Cambridge: Cambridge University Press (1999).
- D K Klotsa, R A Romer, and M S Turner, J. 89 (2005) 2187.
- M Kitayner, H Rozenberg, R Rohs, O Suad, D Rabinovich, B Honig, and Z Shakked, Nature Structural & Molecular Biology, 17, 4 (2010) 423.
)