uu.seUppsala universitets publikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Transverse Conductance of DNA Nucleotides in a Graphene Nanogap from First Principles
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi, Materialteori.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi, Materialteori.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi, Materialteori.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Fysiska sektionen, Institutionen för fysik och astronomi, Materialteori.
Visa övriga samt affilieringar
2011 (Engelska)Ingår i: Nano letters (Print), ISSN 1530-6984, E-ISSN 1530-6992, Vol. 11, nr 5, s. 1941-1945Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The fabrication of nanopores in atomically thin graphene has recently been achieved, and translocation of DNA has been demonstrated. Taken together with an earlier proposal to use graphene nanogaps for the purpose of DNA sequencing, this approach can resolve the technical problem of achieving single-base resolution in electronic nucleobase detection. We have theoretically evaluated the performance of a graphene nanogap setup for the purpose of whole-genome sequencing, by employing density functional theory and the nonequilibrium Green's function method to investigate the transverse conductance properties of nucleotides inside the gap. In particular, we determined the electrical tunneling current variation at finite bias due to changes in the nucleotides orientation and lateral position. Although the resulting tunneling current is found to fluctuate over several orders of magnitude, a distinction between the four DNA bases appears possible, thus ranking the approach promising for rapid whole-genome sequencing applications.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2011. Vol. 11, nr 5, s. 1941-1945
Nyckelord [en]
DNA sequencing, graphene, nanogap, ab initio, electronic transport, molecular electronics
Nationell ämneskategori
Atom- och molekylfysik och optik
Forskningsämne
Fysik med inriktning mot atom- molekyl- och kondenserande materiens fysik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-153682DOI: 10.1021/nl200147xISI: 000290373000015PubMedID: 21495701OAI: oai:DiVA.org:uu-153682DiVA, id: diva2:417451
Projekt
KoFF U3MEC
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 113501971Tillgänglig från: 2011-05-18 Skapad: 2011-05-17 Senast uppdaterad: 2017-12-11Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Molecular Electronics: Insight from Ab-Initio Transport Simulations
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Molecular Electronics: Insight from Ab-Initio Transport Simulations
2011 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

This thesis presents the theoretical studies of electronic transport in molecular electronic devices. Such devices have been proposed and investigated as a promising new approach that complements conventional silicon-based electronics. To design and fabricate future nanoelectronic devices, it is essential to understand the conduction mechanism at a molecular or atomic level. Our approach is based on the non-equilibrium Green's function method (NEGF) combined with density functional theory (DFT). We apply the method to study the electronic transport properties of two-probe systems consisting of molecules or atomic wires sandwiched between leads. A few molecular electronic devices are characterized; namely, conducting molecular wires, molecular switches and molecular recognition sensors. The considered applications are interconnection of different nanoelectronic units with cumulene molecular wires; adding switching functionality to the molecular connectors by applying stress to the CNT-cumulene-CNT junction or by introducing phthalocyanine unit; sensing of individual nucleotides, e.g., for DNA sequencing applications. The obtained results provide useful insights into the electron transport properties of molecules. Several interesting and significant features are analyzed and explained in particular such as, level pinning, negative differential resistance, interfering of conducting channels etc.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2011. s. 67
Serie
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 875
Nyckelord
Molecular Electronics, Ab Initio, DNA Sequencing, Nanoscience, Graphene
Nationell ämneskategori
Den kondenserade materiens fysik
Forskningsämne
Fysik med inriktning mot atom- molekyl- och kondenserande materiens fysik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-160474 (URN)978-91-554-8208-4 (ISBN)
Disputation
2011-12-08, Å80101, Ångströmlaboratoriet, Lägerhyddsvägen 1, Uppsala, 10:15 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2011-11-17 Skapad: 2011-10-24 Senast uppdaterad: 2014-01-27Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMedpreprint

Personposter BETA

Grigoriev, AntonAhuja, RajeevScheicher, Ralph H.

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Grigoriev, AntonAhuja, RajeevScheicher, Ralph H.
Av organisationen
Materialteori
I samma tidskrift
Nano letters (Print)
Atom- och molekylfysik och optik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 420 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf