生物探针用功能化碳纳米管的自旋输运性质

不管从基础研究还是从技术应用角度来看，在生物分子中能够操控电子自旋的能力将会给自旋电子学研究带来前所未有的突破；同时若能利用电子自旋作为探测信号来识别生物分子，例如对癌细胞的早期探测，将会在分子诊断领域开辟出一番新天地。然而，纵观以往至今对分子中自旋输运性质的研究，主要集中在有机小分子上，对生物分子则很少涉足；而碳纳米管在传感器和探针方面，灵敏度和响应时间相比于其它金属探针都高一个数量级。因此，本项目采用联合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，通过对功能磁性化碳纳米管与单根DNA片段之间相互作用的研究，获取连接处的局部结构和成键类型，着重研究体系的磁致电阻性质；最终解决"自旋在生物分子中是如何传播的"这一理论问题。从应用上掌握在生物分子中控制自旋的手段和技术；同时结合电子结构性质的研究，萃取出碳纳米管作为生物探针在选择和识别生物分子时的本征特性，为其在生物电子器件的应用中提供理论和实验依据。