DNA双螺旋结构中的局域化现象：扭曲梯形模型

DNA双螺旋结构中构象依赖的电子输运

Conformation dependent electronic transport in a DNA double-helix

本文研究了紧束缚框架下DNA双螺旋构象依赖的电子输运性质，包括其螺旋对称性。我们已经研究了DNA的定位特性的变化，因为我们改变堆叠的碱基的数量内的间距的双螺旋保持DNA链中的核苷酸的总数固定。我们取三个DNA序列，其中两个是周期性的，一个是随机的，并且观察到定位长度随着我们增加DNA双螺旋的半径而增加，即，一个音高内的核苷酸数。我们还研究了主链能量对系统I-V响应的影响，发现在存在螺旋对称性的情况下，根据共形变化和无序强度的相互作用，可以在金属或半导体甚至绝缘相中发现DNA，这反过来又成功地解释了所有的实验结果。

DNA双受阻分子中电子的自旋选择输运

Spin-Selective Transport of Electron in DNA Double Helix

在双链DNA中观察到高自旋选择性和长度依赖性自旋极化的实验[Science ${\bf 331}$，894（2011）]通过考虑自旋轨道耦合、环境诱导的退相和螺旋对称性的组合来阐明。我们发现，在双链DNA的自旋极化是显着的，即使在弱的自旋轨道耦合的情况下，而没有自旋极化出现在单链DNA。进一步研究了自旋极化的物理机制和参数依赖性。

沿DNA双螺旋的可变程跳跃引起的 chirality 诱导自旋选择性

Chirality-induced spin selectivity by variable-range hopping along DNA double helix

本文提出可变程跳跃模型，将DNA视为一维无序系统，通过手性声子辅助跳跃和自旋-涡度耦合解释 chirality 诱导自旋选择性，并定量解释自旋极化的温度依赖。

门电压对DNA双螺旋结构自旋极化输运的增强作用

Enhanced spin-polarized transport through DNA double helix by gate voltage

我们报告了一种通过正常金属电极接触的双链DNA操纵自旋输运的方法。在有效模型哈密顿量的基础上，利用Landauer-Büttiker公式计算了有栅压时的电导和自旋极化.我们的结果表明，自旋极化呈现出强烈的依赖性的大小以及方向的栅极电压。自旋极化可以通过调节栅电压而显著增强，并且随着DNA长度的增加而表现出振荡行为。

Vibration-Enhanced Spin-Selective Transport of Electrons in DNA Double Helix

The spin-selective transport through helical molecules has been a hot topic in condensed matter physics, because it develops a new research direction in spintronics, \emph{i.e.}, chiro-spintronics. Double-stranded DNA (dsDNA) molecules have been considered as promising candidates to study this topic, since the chiral-induced spin selectivity (CISS) effect in dsDNA was observed in experiment. Considering that the dsDNA molecules are usually flexible in mechanical properties, vibration may be one of important factors to influence the CISS effect. Here, we investigate the influences of electron-v…

DNA双螺旋结构的热导率

Heat conductivity of DNA double helix

分离的单分子DNA片段的热导率对于纳米技术是重要的，但尚未通过实验测量。基于简化（1D）模型的理论估计预测了极高的热导率。为了研究单分子DNA的热性质，我们开发了一种3D粗粒度（CG）模型，该模型保留了完整原子描述的真实性，但效率明显更高。在所提出的模型中，每个核苷酸由6个粒子或颗粒表示;颗粒通过基于完善的全原子势函数从经典分子动力学（MD）轨迹推断的有效势相互作用。CG和相应的全原子模型之间的10 ns长的MD轨迹的比较显示出类似的均方根偏差从典型的B型DNA，和类似的结构波动。同时，CG模型的速度要快10到100倍，具体取决于模拟中DNA片段的长度。从CG模型得到的频散曲线的分析产生的纵向声速和扭转刚度与现有的实验密切一致。CG模型的计算效率使得计算单个DNA分子的热导率成为可能，而这在实验上还不可用。对于均匀的（polyG-polyC）DNA，估计的电导率系数为0.3W/mK，其是水的热导率值的一半。这一结果与预测异常（无限）热导率的简化的有效一维链（“弹簧上的珠子”）的热导率估计形成鲜明对比。因此，完整的3D字符的DNA双螺旋保留在所提出的模型似乎是必不可少的描述其在单分子水平上的热性能。