[Transport dʼélectrons à longue distance dans des molécules dʼADN déposées entre des nanoparticules métalliques]
Dans cet article nous décrivons en détail nos expériences sur les propriété de transport électronique de molécules dʼADN, déposées au travers dʼune fente isolante gravée dans un film de platine de 5 nm dʼépaisseur. Ces fentes ont été réalisées grâce à une technique de gravure au faisceau dʼion focalisé avec contrôle in-situ de la conductance développée dans notre groupe. Les dépôts de molécules ont ensuite été effectués grâce à un traitement qui permet dʼaccrocher les molécules dʼADN sur des électrodes recouvertes de carbone qui semble assurer un bon contact avec les molécules dʼADN. Les échantillons conducteurs, qui ont pu être mesurés à basse température, ont permis de montrer un comportement avec des corrélations supraconductrices à des températures inférieures à 4 Kelvins même si les contacts en platine ne sont pas supraconducteurs. Ces mesures complétées par des caractérisations poussées au microscope électronique à balayage, et au microscope à force atomique suggèrent que les molécules sont fortement dopées par la présence de nanoparticules supraconductrices à lʼintérieur de la fente. Ce sont ces nanoparticules qui induisent des corrélations supraconductrices dans les molécules dʼADN à basse température. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour permettre la conduction de lʼADN à des échelles de plusieurs centaines de nanomètres.
We report in detail our experiments on the conduction of DNA molecules over a wide range of temperature deposited across slits in a few nanometer thick platinum film. These insulating slits were fabricated using focused ion beam etching and characterized extensively using near field and electron microscopy. This characterization revealed the presence of metallic Ga nanoparticles inside the slits, as a result of the ion etching. After deposition of DNA molecules, using a protocol that we describe in detail, some of the slits became conducting and exhibited superconducting fluctuations at low temperatures. We argue that the observed conduction was due to transport along DNA molecules, that interacted with the Ga nanoparticles present in the slit. At low temperatures when Ga becomes superconducting, induced superconductivity could therefore be observed. These results indicate that minute metallic particles can easily transfer charge carriers to attached DNA molecules and provide a possible reconciliation between apparently contradictory previous experimental results concerning the length over which DNA molecules can conduct electricity.
Mot clés : ADN, Électronique moléculaire, Physique mesoscopique, Supraconductivité
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Alexei D. Chepelianskii; D. Klinov; A. Kasumov; S. Guéron; O. Pietrement; S. Lyonnais; H. Bouchiat. Long range electronic transport in DNA molecules deposited across a disconnected array of metallic nanoparticles. Comptes Rendus. Physique, Volume 13 (2012) no. 9-10, pp. 967-992. doi : 10.1016/j.crhy.2012.10.007. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2012.10.007/
[1] Essential Cell Biology, Garland Publishing, 1998
[2] Rev. Mod. Phys., 76 (2004), p. 195
[3] An overview of structural DNA nanotechnology, Mol. Biotechnol., Volume 37 (2007), p. 246
[4] Nature, 440 ( 16 March 2006 ), p. 297
[5] Nature, 198 (2008), p. 198
[6] Nature, 459 (2009), p. 73
[7] Nature, 398 (1999), p. 407
[8] Science, 273 (1996), p. 475
[9] Nature, 382 (1996), p. 731
[10] Nature, 403 (2000), p. 635
[11] Science, 291 (2001), p. 280
[12] Appl. Phys. Lett., 84 (2004), p. 1007
[13] New J. Phys., 13 (2011), p. 063046
[14] Phys. Rev. Lett., 85 (2000), p. 4992
[15] Appl. Phys. Lett., 79 (2001), p. 3881
[16] Phys. Rev. Lett., 89 (2002), p. 198102
[17] PNAS, 99 (2002), p. 8484
[18] Appl. Phys. Lett., 85 (2004), p. 2637
[19] J. Appl. Phys., 96 (2004), p. 2927
[20] Nano Lett., 4 (2004), p. 1105
[21] Nature Mater., 7 (2008), p. 68
[22] Nature Nanotechnol., 3 (2008), p. 163
[23] J. Biophys. Biochem. Cytol., 11 (1961), p. 297
[24] Appl. Phys. Lett., 64 (1994), p. 1738
[25] Science, 325 (2009), p. 1110
[26] Surf. Sci., 539 (2003), p. 531
[27] Biophys. J., 85 (2003), p. 2507
[28] Biological Electron Microscopy, Springer, 2003 (ISBN: 978-0306477492)
[29] PNAS, 98 (2001), p. 7265
[30] Nature, 368 (1994), p. 444
[31] PNAS, 95 (1998), p. 14152
[32] Biophys. J., 73 (1997), p. 2064
[33] J. Ultrastruct. Res., 35 (1971), p. 147
[34] Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, Wiley Interscience Publication, 1994
[35] Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2003 (Chapters 9–67 and 10–187)
[36] Biophys. J., 89 (2005), p. 2558
[37] Science, 265 (1994), p. 2096
[38] Phys. Rev. Lett., 84 (2000), p. 4769
[39] Science, 271 (1996), p. 795
[40] Phys. Rev. B, 77 (2008), p. 165408
[41] Science, 284 (1999), p. 1508
[42] Phys. Rev. B, 68 (2003), p. 214521
[43] Phys. Rev. B, 72 (2005), p. 033414
[44] Res. Lett. Nanotechnol., 2009 (2009), p. 540257 | DOI
[45] Phys. Rev. B, 54 (1996), p. 3571
[46] Phys. Rev. Lett., 80 (1998), p. 1956
[47] Solid State Commun., 149 (2009), p. 1101
[48] Orsay physics, private communications.
[49] Diam. Relat. Mater., 12 (2003), p. 878
[50] J. Phys. Chem., 97 (1993), p. 12835
[51] Handbook of Plasma Processing Technology, Noyes Publications, Park Ridge, USA, 1990
[52] Organic and Inorganic Nanostructures, Artech House, 2005 (p. 39)
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Patrick Gamez; Sunita Gupta; Jan Reedijk
C. R. Chim (2007)
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Stéphanie Leroy-Lhez; Lara Perrin; Jérôme Baffreau; ...
C. R. Chim (2006)
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M. Ferrier; A. Kasumov; R. Deblock; ...
C. R. Phys (2009)