DNA分子电输运特性：相干隧穿理论解析

"DNA分子电输运特性的相干隧穿研究 (2010年) - 李振武 - 菏泽学院" 这篇2010年的论文详细探讨了DNA分子电输运特性的相干隧穿现象。作者李振武将DNA分子的碱基堆积相互作用比喻为一系列独立的势垒，这种模型允许电荷通过DNA链进行逐级隧穿。在研究中，作者运用了相干隧穿理论来模拟和计算电荷在DNA分子中的传输行为。 相干隧穿是一种量子力学效应，它发生在电子或其他粒子通过势垒时，能够维持相位关系，从而提高隧穿概率。在DNA分子中，碱基对之间的相互作用形成了这些势垒，而电荷（比如电子）在DNA链上的移动则受到这些势垒的影响。随着施加电压的变化，这些势垒的高度也会相应改变，进而影响电荷隧穿的可能性和速率。 论文中，作者分别研究了8个碱基对（bp）和30个碱基对的均匀序列DNA分子，其中一种是硫化的（含有硫化物），另一种是非硫化的。硫化DNA通常是指DNA链上引入了硫原子，这可以改变分子的电导性质。通过计算这两种情况下的伏安特性曲线，即电流与电压的关系，李振武得出了与实验结果相符的结论。这表明，相干隧穿理论能够有效地解释和预测DNA分子在不同条件下的电输运行为。 此外，论文指出，DNA的电输运特性对于纳米电子器件的设计和生物传感器的应用具有重要意义。例如，通过调控DNA分子的电导性质，可以开发出新型的生物分子电子元件，用于检测特定的生物分子或基因序列。同时，这种理解也为理解生物体内电子传递过程提供了理论基础。 论文的关键词包括DNA、电输运和相干隧穿，表明其主要关注的是DNA分子在电学性质方面的量子效应。按照中国图书馆分类法，该论文属于物理学领域中的原子与分子物理学范畴，具有较高的学术价值。文献标识码A表示这是一篇原创性科研论文，文章编号则用于唯一标识该篇论文，便于学术检索和引用。 这篇研究工作深入探索了DNA分子作为电子输运媒介的量子物理性质，尤其是在相干隧穿机制下的电荷传输行为，为纳米电子学和生物物理领域提供了新的理论见解。