1、隨著納米科技的發(fā)展，“自上而下”(Top-Down)和“自下而上”(Bottom-up)技術已經(jīng)成為構建基于低維納米結構的各種功能納米器件或分子器件的主要方法。在構建納米或分子器件過程中，如何實現(xiàn)高效、可靠、可重復的各功能單元或分子的定位、組裝和連接，是人們必須解決的關鍵挑戰(zhàn)之一。伴隨納米器件尺寸的不斷減小，“Top-Down”技術將不得不面對工藝復雜、成本高昂和各種物理效應等因素的限制，因此進一步發(fā)展和完善基于自組裝為特征的“Bott

2、om-up”技術，并拓展其同“Top-Down”技術的結合，已成為納米器件研究領域關注的焦點。 由于具有納米尺度的分子直徑、分子內(nèi)和分子間的特異識別特性、良好的力學性能、負電性的磷酸骨架結構等特質(zhì)，DNA分子在自組裝技術和功能納米器件的構建中已經(jīng)扮演了十分重要的角色。本論文以發(fā)展納米器件的設計、制備和組裝為研究目標，充分發(fā)揮DNA的上述特性，較為細致地開展了基于DNA為模板的金屬半導體一維納米結構的制備和納米器件的設計與組裝技術

3、的探索。主要內(nèi)容分述如下： 第一章，首先簡要介紹了同納米材料和納米器件相關的納米技術的發(fā)展歷程，隨后概述介紹了納米技術和生物技術的交叉融合及煥發(fā)勃勃生機的納米生物學，最后總結了本論文的研究內(nèi)容和目的。 第二章，開展了以DNA為模板的CdS納米線的制備與物性表征。我們結合DNA梳理技術、納米轉移印刷技術和光化學反應技術，發(fā)展出一種基于PDMS轉移法的半導體CdS納米線制備方法。通過對反應時間、反應濃度的優(yōu)化控制，可以獲得高

4、產(chǎn)率、高密度并且整齊排列的納米線結構。該方法制備的CdS納米線呈現(xiàn)結構致密、形貌和尺寸可控、襯底表面雜散顆粒少等特點，并且這一方法還具有產(chǎn)率高、重復性好、通用性強的優(yōu)勢。 第三章，側重基于DNA模板的金屬Pd納米線的制備與物性研究。分別利用常規(guī)法、水相UV法、乙醇還原PDMS轉移法三種方法，完成了Pd納米線的制備。通過對三種方法制備的納米線的形貌、直徑、密度等主要參數(shù)的對比研究發(fā)現(xiàn)乙醇還原PDMS轉移法是最優(yōu)化的方法。這種方法合

5、成的納米線具有連續(xù)度佳、直徑大、長度長、襯底雜散顆粒少等優(yōu)點。此外，我們還著重討論了乙醇還原PDMS轉移法的制備反應機理，以及納米線的電學性質(zhì)等。 第四章，我們分別討論了Pd(NH3)4Cl2·H2O和CdS兩種納米線的自組裝特性。對于Pd(NH3)4Cl2·H2O納米線，通過控制反應時間，能夠?qū)崿F(xiàn)納米線高度和長度的可控生長。通過選擇合適的襯底，并借助外延生長要求晶格匹配的限制生長條件，我們還實現(xiàn)了Pd(NH3)4Cl2·H2O

6、納米線在云母表面的六方取向排列的規(guī)則生長。對于CdS納米線，通過TAA分子自組裝形成的“模板”作用，發(fā)現(xiàn)可通過Cd(Ac)2和TAA的反應形成幾十納米直徑的CdS納米線，并且這種納米線具有很好的發(fā)光性質(zhì)。 第五章，提出了一種利用Biotin-Streptavidin體系組裝DNA的方法。我們采用深紫外光刻術完成了金電極的制備，通過PCR技術實現(xiàn)了Biotin-DNA的擴增，用分子膜組裝技術分別實現(xiàn)了Streptavidin的組裝