DNA programmed self-assembly of photonic nanoarchitectures

2014年4月25日 NPG Asia Materials 6, e4 (2014) doi:10.1038/am.2014.16


DNA分子の力を借りてフォトニックナノデバイスを組み立てることができれば、光学特性をナノスケールでかつてないほど高度に制御できるようになる。蘇州ナノテク・ナノバイオ機構(中国)のXiang LanおよびQiangbin Wangはこのたび、DNA分子を利用して金属ナノ粒子や半導体量子ドットの一次元、二次元および三次元集合体を作製する技術の進展について概説している。ナノ粒子では、それらを取り巻く環境だけでなく、そのサイズや形状も光学特性に大きな影響を与える。DNAを用いる集合体作製法の精度は、従来のリソグラフィー法よりはるかに優れていることから、例えば導光に使用できるような複雑なデバイス構造体の実現に極めて重要である。しかし、混合粒子を含む構造体やさらに複雑な構造体を制御して組み立てるためには、DNAでナノ粒子表面に非対称パターンを形成する必要があり、克服すべき課題はまだ残されている。

Xiang Lan & Qiangbin Wang

Photonics: Light control with DNA
The assembly of photonic nanodevices with the help of DNA molecules offers an unprecedented level of control over optical properties on the nanoscale. Xiang Lan and Qiangbin Wang from the Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics in China review progress made toward the creation of one-, two- and three-dimensional assemblies of metal nanoparticles or semiconductor quantum dots using DNA molecules. The size and shape — as well as the environment — of such nanoparticles significantly influence their optical properties. The precision that can be obtained in the construction of DNA assemblies, unmatched by conventional lithography techniques, is therefore crucial for the realization of more complex device architectures that can be used, for example, to guide light. Nevertheless, remaining challenges must be overcome to achieve controlled assembly of architectures containing mixed particles or more complex structures, which require an asymmetric surface patterning of the nanoparticles with DNA.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)