Protein-Based Electrical Junctions with Robust Biocompatible Carbon Electrodes Exhibit Activation-less Charge Transport down to 10 K
Notice bibliographique
Résumé
The integration of functional proteins into solid-state electronic devices remains a central challenge in molecular bioelectronics due to the fragile nature of protein structures and their complex charge-transport behaviour. Here, we present a robust crosswire evaporated top-contact device based on bacteriorhodopsin (bR) single bilayers (SBL), configured as Au/Cys/bR(SBL)/eC/Au (simplified as Au/bR/eC). The evaporated carbon (eC) top electrode forms a conformal, non-invasive contact that suppresses filament formation and ensures electrical integrity across the cross-wire intersecting area (about 200 micron^2). Structural and spectroscopic analyses confirm that the solid-state bR films maintain the native absorption spectrum and have functional photocycle activity after electrode deposition, implying that their native conformation is not significantly affected. Remarkably, electron transport (ETp) through the 9 nm bR-SBL junctions is temperature-independent within 300 K - 10 K, excluding thermally activated hopping, while the length is incompatible with coherent tunneling. Under green illumination, the junctions exhibit a reversible, photo-induced current enhancement (Jgreen/Jdark = 2), ascribed to light-driven conformational changes rather than direct photoexcitation. The Au/bR/eC architecture thus establishes a thermally non-activated, conformationally mediated transport mechanism via a stable, cryo-compatible solid-state protein junction. This work provides a scalable platform for integrating light-responsive biomolecules into future bio-optoelectronic and neuromorphic devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».