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在金屬表面結晶過程中，原子或分子會像士兵一樣排列成有序陣列，是定義現(xiàn)代生活的許多材料（包括微芯片和太陽能電池中的硅）的基礎。但是，盡管許多有用的晶體應用涉及它們在固體表面上的生長（而不是在溶液中），所以科學家們缺乏研究這類生長的良好工具。現(xiàn)在，麻省理工和德雷珀的一個研究人員小組找到了一種方法，可以重現(xiàn)晶體的生長過程，這種方法的規(guī)模更大，使該過程的研究和分析更加容易。

麻省理工學院的Robert Macfarlane，Leonardo Zomberg和Draper的Diana Lewis博士在新的論文中描述了這種新方法。Macfarlane解釋說，使該過程易于觀察和量化的關鍵不是使用實際原子組裝這些晶體，而是使用可編程原子或PAE。之所以可行，是因為原子排列成晶格的方式完全是幾何問題，而不依賴于其成分的特定化學或電子特性。該團隊使用了球形的金納米顆粒，上面涂有經(jīng)過特殊選擇的基因工程DNA單鏈，單個DNA鏈是固有的特性，可以將自身緊密地連接到相應的互補鏈上，從而形成經(jīng)典的雙螺旋結構，因此這種配置提供了一種確保粒子以精確所需的方式自我組成的可靠方法。

Macfarlane說：“了解晶體如何從表面向上生長對于許多不同領域都非常重要。例如，半導體工業(yè)是基于大型單晶或多晶材料的生長，必須以高精度對其進行控制，但是該工藝的細節(jié)卻難以研究。這就是使用超大型類似物（例如PAE）如此有益的原因。他們設計了該系統(tǒng)，使晶體從表面開始成核并生長，通過調整顆粒之間以及顆粒與涂有DNA的表面之間的相互作用，我們可以決定大小，形狀，方向和程度晶體中的各向異性。上面的不是金字塔，是Macfarlane等利用最新技術制造的結晶。
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