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以石墨烯為電極北大研發(fā)全球首個穩(wěn)定單分子開關(guān)器件

作者：中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司來源：http://m.chun-tian.cn 日期：2017-03-01 13:24:44

日前，北京大學(xué)北京分子科學(xué)國家實驗室郭雪峰研究組原創(chuàng)性地發(fā)展了以石墨烯為電極、通過共價鍵連接的穩(wěn)定單分子器件的關(guān)鍵制備方法，解決了單分子器件制備難、穩(wěn)定性差的難題。

利用單分子構(gòu)建電子器件對突破目前半導(dǎo)體器件微小化發(fā)展的瓶頸意義重大。實現(xiàn)可控的單分子電子開關(guān)功能是驗證分子能否作為核心組件應(yīng)用到電子器件中的關(guān)鍵。

自20世紀70年代以來，設(shè)計構(gòu)筑穩(wěn)定可控的單分子器件，探索其與微電子工藝的兼容性，并獲得真正意義上的分子電子開關(guān)，在當(dāng)代納米電子學(xué)研究中具有重大的科學(xué)意義。

在此基礎(chǔ)上，他們與電子學(xué)系徐洪起研究組以及美國賓夕法尼亞大學(xué)Abraham Nitzan等合作，通過功能導(dǎo)向的分子工程學(xué)成功地克服了二芳烯分子與石墨烯電極間強耦合作用的核心挑戰(zhàn)性問題，從而突破性地構(gòu)建了一類全可逆的光誘導(dǎo)和電場誘導(dǎo)的雙模式單分子光電子器件。這項研究工作使得在中國誕生了世界首例真實穩(wěn)定可控的單分子電子開關(guān)器件。

石墨烯電極和二芳烯分子穩(wěn)定的碳骨架以及牢固的分子/電極間共價鍵鏈接方式使這些單分子開關(guān)器件具有空前的開關(guān)精度、穩(wěn)定性和可重現(xiàn)性，在未來高度集成的信息處理器、分子計算機和精準(zhǔn)分子診斷技術(shù)等方面具有巨大的應(yīng)用前景。

相關(guān)研究論文發(fā)表在2016年6月17日《科學(xué)》（Science[352（6292）:1443-1445]）上。《科學(xué)》同期配發(fā)評述文章認為：“該研究展示了在納米尺度上對物質(zhì)的精致控制”

來源：中國科技網(wǎng)

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