Een internationaal onderzoekssamenwerkingsverband heeft een nieuwe, zeer parallelle techniek om precieze metalen nanostructuren met ontworpen plasmonische eigenschappen te fabriceren door middel van zelf-geassembleerde DNA-origami-vormen. De zogenaamde DALI-methode (DNA-assisted lithography) is gepubliceerd in het laatste nummer van wetenschappelijke vooruitgang .

"We kunnen vrijwel elke vorm op nanoschaal bouwen met behulp van een DNA-origamitechniek, en nu hebben we laten zien hoe we deze nauwkeurige vormen als "stencils" kunnen gebruiken om in één keer miljoenen volledig metalen nanostructuren met 10 nm-kenmerkgroottes te maken, " legt adjunct-professor Veikko Linko van Aalto University uit. De truc in de DALI-methode is dat wanneer de DNA-structuren worden afgezet op een chip die is bedekt met silicium, siliciumoxide kan alleen selectief worden gekweekt op de kale delen van het substraat. "Door dit proces te beheersen, we kunnen origami-vormige openingen maken op de gegroeide siliciumoxidelaag, en deze laag kan worden gebruikt als een masker voor de volgende lithografiestappen. Eindelijk, we verdampen metaal door deze openingen en creëren metalen structuren met dezelfde vorm en grootte als de originele DNA-origami op een transparant substraat, zoals saffier, " Boxuan Shen van het Nanoscience Center van de Universiteit van Jyväskylä beschrijft de methode.

De kleine metalen kenmerken bedekken het hele transparante substraat, en daarom hebben deze oppervlakken intrigerende optische eigenschappen. De kleine afmetingen van de structuren - in het bereik van 10 nanometer - maken een verdere afstemming van deze eigenschappen op het zichtbare golflengtebereik mogelijk. "Werkelijk, we hebben hier een structuur gedemonstreerd die volgens ons de kleinste volledig metalen vlinderdasvormige antenne ter wereld is. Dit extreem kleine formaat vergroot het werkbereik van optische kenmerken van infrarood tot zichtbaar, " zegt Adjunct Professor Jussi Toppari van de Universiteit van Jyväskylä. Deze antennes hebben tientallen optische en plasmonische toepassingen, zoals oppervlakteversterkte Raman-spectroscopie, biosensing of fluorescentieverbetering. Bovendien, de onderzoekers toonden aan dat de oppervlakken kunnen worden gebruikt als polarisatoren door chirale structuren te fabriceren met behulp van DALI.

"De DALI-methode is zeer parallel, en het zou verder goedkope productie van oppervlakken op wafelschaal mogelijk maken, omdat het niet afhankelijk is van dure patroonvormingsmethoden. Het is ook uitgerust voor toekomstige studies om bio-geïnspireerde oppervlakken en metamaterialen te leveren als de aangepaste origami-structuren vóór metallisatie op het substraat kunnen worden gerangschikt, ", zegt professor Mauri Kostiainen van de Biohybrid Materials Group aan de Aalto University.