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得到电导不同的双稳态结构

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出处:www.lunrr.com
时间:2020-03-18

作者:胡生友资料来源:科学时报发布日期:2009年

商品名称:中小

PNAS:中国科技大学单分子器件基础研究新进展

器件集成度将大大提高,以构建更小、更快、更低能耗的电子设备

中国科技大学合肥微型材料科学国家实验室单分子物理化学研究组,采用低温超高真空扫描隧道显微镜。三聚氰胺是一种小于发丝1/60,000的小分子,它巧妙地作用在单分子上,将它从普通的化学原料转化为兼具二极管效应和机械开关效应的双功能单分子器件,为单分子器件的多功能性开辟了新思路。 这项成就发表在最近出版的美国《国家科学院院刊》 (PNAS)上

随着电子设备的小型化,科学家们希望用单一分子制造电子元件。 近年来,国内外许多研究小组在实验中成功利用现有分子的固有性质实现了单分子器件的功能,但在单分子器件的构建中仍然面临两个重要问题:一方面,考虑到寻找具有理想电子功能的分子的难度,有必要通过分子外科手术改造现有分子;另一方面,分子器件的功能集成是我们进入分子电子学时代的关键。如果能在单个分子上实现多功能集成,器件的集成度将大大提高,从而构建更小、更快、能耗更低的电子设备。

通过三年的实验和理论研究的密切合作,团队发现三聚氰胺分子可以通过人工单分子操纵转化为具有显着二极管效应和开关效应的双功能分子。 在室温下,三聚氰胺分子吸附在铜表面时会发生化学反应,除去两个氢原子,从而与表面的铜原子形成化学键,获得垂直于表面的吸附构型。分子的传输曲线以正负电压下的对称性为特征 用扫描隧道显微镜进行单分子操作,分子支链的一个氢原子被“移植”到分子中间的环上,从而实现三聚氰胺分子的异构化,导致分子轨道相对费米表面不对称,使输运特性显示出明显的二极管效应。 通过非弹性隧穿电子的多电子激发过程,进一步诱导顶氮氢键的可逆旋转,获得不同电导率的双稳态结构,实现单分子机械开关效应

美国《国家科学院院刊》评论家认为这项工作“成果可靠,创新性强,代表了该领域的发展水平。”

据悉,这一成果是研究团队在通过分子外科实现单分子磁性控制后,通过分子外科再次取得的重要研究成果。 这项工作得到了科技部重大科研项目、国家自然科学基金和中国科学院知识创新工程方向项目的支持。

《科学时报》 (2009-9-16 A1亮点)

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