用DNA制造3D纳米超导体

纳米超导结构的研究被用于揭示各种物理现象，并带来了广泛的应用。但是由于目前缺乏建立工程三维纳米结构的方法，纳米超导研究大多集中在一维和二维结构上。

2020年11月10日Nature Communication报道，美国能源部布鲁克海文国家实验室研究者成功利用DNA的可编程性制造了3D纳米超导体，该结构将在量子计算和传感中发挥重要作用。

该研究提出了一种“自下而上”的方法，使用基于DNA的自组装方法来创建具有指定多尺度组织的三维超导纳米结构。研究者将八面体DNA骨架与纳米金颗粒结合，通过骨架的顶点连接，组装成三维的DNA超晶格，得到48nm单元胞的立方体超晶格。为了形成超导超晶格，研究者使用化学技术用二氧化硅包被DNA晶格，将其从软的、依赖于液体环境的大分子结构转变为固体结构，成功将DNA超晶格转化为高度结构化的三维二氧化硅支架，然后在其表面包覆超导铌（Nb）。通过低温电性表征，研究证明了这个逐步转化的过程可用于创建约瑟夫森结的3D阵列。

这种3D纳米超导体可用于开发各种应用，如用于测量磁场矢量的三维超导量子干涉器件（SQUIDs）、高灵敏度超导量子干涉滤波器（SQIFs）和用于量子信息系统的参数放大器。

吴晓燕 编译自https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201110081600.htm

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19439-9

原文标题：DNA-assembled superconducting 3D nanoscale architectures