创新的分子纳米开关有望取代硅基元件
2018-05-31 08:55:05 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，慕尼黑工业大学物理学家带领的一支研究团队开发出了一种分子纳米开关，可以利用施加的电压，使分子在两个结构不同的状态间切换。相关成果已在Journal of the American Chemical Society（美国化学学会杂志）发表。
一种可用电控制开关的有机分子
据麦姆斯咨询报道，Technical University of Munich（TUM，慕尼黑工业大学）物理学家带领的一支研究团队开发出了一种分子纳米开关，可以利用施加的电压，使分子在两个结构不同的状态间切换。这种分子纳米开关可以作为创新型器件的开发基础，或能用有机分子取代硅基元件。相关成果已在Journal of the American Chemical Society（美国化学学会杂志）发表。
新电子技术的发展，推动了功能元件尺寸的不断缩小。在国际团队的协作努力下，TUM的一支物理学家团队成功地利用单个分子作为光信号的开关元件。“仅利用单个分子实现开关，使未来电子元件向微型化的极限又迈进了一大步，”TUM物理学院纳米科学家Joachim Reichert评价说。
该团队最初开发了一种方法，使他们能够在强光场中利用分子形成精确的电接触，并利用施加电压来解决电接触的开关问题。在大约一伏特的电位差下，所用分子的结构发生了改变：变得平坦，能够导电并散射光。这种非常依赖分子结构的光学行为，令研究人员非常兴奋，其散射现象（这种情况下的拉曼散射）可以被观测到的同时，还可以通过施加电压进行开启和关闭。
该研究团队利用了Basel和Karlsruhe的研究人员所合成的分子。当施加电压时，这种分子会以特定的方式改变其结构。研究人员将这种分子排列在一个金属表面上，并和覆有非常薄金属涂层的玻璃碎片尖角，作为尖端进行接触连接。这种设计可作为一种多合一的电接触、光源和光收集器。研究人员利用玻璃碎片将激光射向分子，并测量随施加电压而变化的微弱光谱信号。
从技术角度来说，在各个分子之间建立可靠的电接触极具挑战。现在，研究团队成功地将分子间的电接触和单分子光谱结合在一起，非常精确地观测分子内最微小的结构变化。
这种分子电路的目标之一是开发新型器件，或能利用集成的、可直接控制的分子，取代传统的硅基元件。得益于其微小的尺寸，这种纳米系统非常适合那些需要利用电势进行光开关的光电子应用。
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