搜索
握住分子电子学的“圣杯”：单分子二极管制造新技术问世
2015-06-02 16:13:43 慕雪发布 来源:益择网
益择网讯（慕雪/编译）长期以来，创造一个单一原子作为活跃元素的设备一直是纳米科学人梦寐以求的中，而随着电子设备每天都变得越来越小，分子电子学领域解决进一步小型化、微型化问题变得越来越重要。创建单分子二极管的想法是由Arieh Aviram和Mark Ratner于1974年提出的，他们的理论是分子可作为整流器（单向电流导体），这一目标提出后一直被封为分子电子学的“圣杯”，它代表了电子设备可实现的小型化功能的终极目标。为此，哥伦比亚大学应用物理工程副教授Latha Venkataraman团队发明了一项制造单分子二极管的新技术，而且他们已经造出了整流率比以前所有设计都高50倍的分子二极管，向这个终极目标迈出了重要一步。
研究人员研究了分子的电荷传输性质，结果表明附在金属电极上的单分子(单分子连接) 可作为各种电路的元素，包括电阻、开关晶体管、二极管。他们已经了解到看到诸如干扰的量子力学效应（体现在电导分子连接的属性）是很有可能的。由于二极管作为电阀，它需要不对称结构以便电流在特定方向上经历不同的环境。为了开发一个单分子二极，研究人员设计先设计了具有不对称结果的简单的分子。“虽然这样的不对称分子确实展示出了类似二极管的性质，但是它们无效，”博士生Brian Capozzi解释说，“一个设计良好的二极管应该只允许电流在一个方向（通路方向）流动，并且它应该允许大量电流流经那个方向。非对称分子设计通常会在通路和闭路两个方向遇到非常低的电流，且电流的比率在这两个方向通常很低，而理想情况下通路电流与闭路电流的整流比应该非常高。”
为了克服上述问题，研究人员通过简单的方法创建了一个环境不对称，他们用不同大小的金属电极接触的金分子包围了离子溶液中的积极分子。结果实现了高达250的整流比：这比之前的设计高50倍。在该设备中，通路电流可以超过0.1微安，大量电流可以通过单分子。而且因为这项新技术很容易实现，它可以适用于所有类型的纳米设备，包括石墨烯电极。“利用化学和物理概念设计一个分子电路并让它实现一些功能是十分惊人的成就。”Venkataraman说。
- • 两篇Nature发布癌症重大突破：世界首创减少癌细胞转移的新方法 2023-08-04
- • 科技新篇章，共同聚焦2023宽禁带半导体先进技术创新与应用发展 2023-07-25
- • 纳米孔测序仪：小小“身躯”却是高精尖技术的“集大成者”——访齐碳科技联合创始人兼首席科学家白净卫 著作权归作者所有。 商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。 2023-07-11
- • 906项 2023年度河北省科学技术奖受理项目公示 2023-07-05
- 网友评论:
- 已有0条评论
②本网转载并注明自其它来源的作品或会员自行上传的资料，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品来源，并自负版权等法律责任。
③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
