There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Elektronik Med SingelMolekylar

Malen-Poulsen och Professorn Thomas Bjørnholm, Nano-Vetenskap för Dr. Kasper Centrerar, Universitetar av Köpenhamnen, Danmark
Motsvarande författare: tb@nano.ku.dk

Inledning

Singelmolekylelektronik är en forskning sätter in fokusering på studien av elektronöverföringen till och med singelmolekylar.

Ett av de långsiktiga målen är att framkalla apparater med funktionella enheter som definieras av singelmolekylen. Detta är det ultimat begränsar för miniatyrisering av molekylär elektronik.1

Under jumbon 10 -15 år har sätta in fokuserats på grundläggande överenskommelse av elektrontransport till och med singelmolekylar, och utvecklingen av anslår testa-sängar.2-7

Strömutmaningarna inkluderar utveckling av metoder för integration av delar för multipelsingelmolekylen i ett reproducible långt. Kontrollera med atomprecision, av ha kontaktgeometrierna mellan molekylen, och elektroden är ett nyckel- till framgång i detta område.8

Själv-Församlade Elektroder med en Inkorporerad SingelMolekyl?

Bästa-besegra lithographic tekniker har oerhört raffinerats - bara illviljan detta - metoderna är stilla långt i väg från samlas fabricering av identiskt kopierar av elektrodnanogaps på det nm-längd 1-2 fjäll Under de sist årtiondena. Mellanrum med singelmolekylar i dem är även mer hård att fabricera.

I kontrast som bästa-besegrar fabriceringtekniker, rely självenhetsmetoder, på bruket av intermolecular styrkor som fungerar typisk på under-nanometeren längd fjäll. I ett försök att överbrygga mellanrummet mellan det molekylära längdfjäll och kapaciteterna av bästa besegra lithography - forskare på Nano-Vetenskapen Centrerar på Universitetar av Köpenhamnen har framkallat en metod var guld- elektroder är fullvuxna från preassembled guld- nanoparticlefrö av lösningen baserade själv-enheten.9

I sammandrag gäller metoden en processaa två-kliva var först en singelmolekyl är van vid anknyter två nanoparticlefrö tillsammans för att bilda dimers. I en understödja kliva, dimersna är utsatt till ett guld- saltar, en surfactant och ett milt förminskningsmedel. På den högra reaktionen villkorar den guld- nanoparticlen kärnar ur ska växer för att bilda crystal guld- nanorods för singeln (Figurera 1). Genom att trimma, villkorar reaktionen, längden av stängerna kan kontrolleras från 20 till 500 nm-längd10 - ett längdfjäll som är mycket lättare att kontakta med bästa - besegrar lithographic tekniker11. En attraktiv aspekt av denna metod är att det kan vara möjligheten som fabricerar apparater för multipelsingelmolekylen.9

Figurera 1. Chemically fullvuxna guld- nanorods är den van vid kontaktsingelmolekylen.9 Avbilda Jain Artighet av Titoo

Brunn-Definierade Kontakter från Kemisk Design

Ha kontakt between belägger med metall elektroder, och molekylen är av paramount betydelse för naturen av elektrontransporten till och med singelmolekylar. Om koppla ihop mellan molekylen och elektroden är starkt - elektronerna gräver direkt till och med molekylen. Om koppla ihop är svagt, är elektrontransporten en processaa två-kliva var den ska elektronen bor på molekylen som en del av elektrontransporten från källa till avrinningelektroden. Den svaga förbundna transporten kallas Coulomb blockad och kan vara van vid transistorer för tankeskapelsesingelelektron.8, 12

I ett försök att framkalla ett bättre kontrollera ha kontaktgeometrin - Forskarna på Nano-Vetenskapen Centrerar på Universitetar av Köpenhamnen har planlagt molekylar som den införlivade fullerenen (C-60 molekylar) i kontaktregionen mellan elektroden och molekylen av intresserar. Storleksanpassa och de elektroniska strukturerar av fullerenen låter för ett större kontaktområde och en stabil kemisk kontakt mellan molekylen och elektroden och thus att låta för stabila apparatmätningar - även på rumstemperaturen.13

Figurera 2. Ha Kontakt mellan molekylen och elektroder av bruket av fullerenen som ankrar grupper.13

Summariskt

Under de sist årtiondena har sätta in av molekylär elektronik fokuserats på grundläggande överenskommelse av elektrontransport till och med singelmolekylar, och utvecklingen av anslår testa-sängar. Dessa experiment har främjat en överenskommelse av det fängslande samspelet mellan molekylärt strukturerar, jämnar har kontakt molekylär energi och geometri - allt dela upp i faktorer som bestämmer elektrontransporten till och med singelmolekylar.8

Teknologin är stilla långt i väg från att vara kompetent att fabricera multipelapparater med singelmolekyldelar. Utvecklingen av nytt molekylärt strukturerar med den bättre definierade kontakten mellan molekylen, och electrode13 samman med den nya själv-enheten som metoder är viktiga, kliver in mot framtida utveckling av inbyggda apparater med delar för multipelsingelmolekylen.9, 11


Hänvisa till

1. Aviram, A. & Ratner, M.A. Molekylär Tillrättare. Chem. Phys. Lett. 29 277-283 (1974).
2. Vassen M.A., Zhou, C., Mulleren, C.J., Burgin, P. & Turnerar, J.M. Conductance av en Molekylär Föreningspunkt. Vetenskap 278, 252-254 (1997).
3. Bumm L.A. o.a. Binder den Molekylära Singeln Förar? Vetenskap 271, 1705-1707 (1996).
4. Joachim, C., Gimzewski, J.K., Schlittler, R.R. & Chavy, C. Elektronisk transparence av en molekyl för singel C60. Phys. Rev. Lett. 74 2102-2105 (1995).
5. Galperin, M., Ratner, M.A., Nitzan, A. & Troisi, A. Kärn- som kopplar ihop och polarization i molekylära transportföreningspunkter: det okända som gräver för att fungera Vetenskap 319, 1056-1060 (2008).
6. Tao att Sondera för New Jersey potentiell-trimmar resonant gräva till och med redoxmolekylar med scanning som gräver microscopy Phys. Rev. Lett. 76 4066-4069 (1996).
7. Kubatkin Singel-Elektron för S. o.a. transistor av en singel som den organiska molekylen med tar fram till flera redox, påstår Natur 425, 698-701 (2003).
8. Mal-Poulsen, K. och Bjørnholm, överföring för T-. ”Singel-Molekyl elektron i halvledar- tre-slutliga apparater: Status och utmaningar för molekylär elektronik med den singelmolekyl” Naturen Nanotech. 4 (9), 551-556, (2009).
9. Jain, T., Westerlund, F., Johnson, E., Mal-Poulsen, K. och Bjørnholm, T. ”Själv-Församlade Nanogaps för Nano Singel-Molekyl Elektronik” ACS, 3 (4), 828-834, (2009).
10. Gao J.; Böjapparat C.M.; Murphy C.J., Beroende av det Guld- Nanorod AspektFörhållandet på Naturen av den Rikta Surfactanten i Aqueous Lösning. Langmuir 19, 9065-9070 (2003).
11. Tang, Q., Tong, Y., Jain, T., Hassenkam, T., Glåmigt, Q., Mal-Poulsen, K. och Bjørnholm, för Singel-Molekyl för T. ”Själv-Församlade Nanogaps Nanotechnology 20 (24), 245205 för Elektronik”, (2009).
12. Danilov Elektronisk transport för A.V. o.a. i singelmolekylföreningspunkter: Kontrollera av molekyl-elektroden som kopplar ihop till och med intramolecular grävabarriärer Nano Lett. 8 1-5 (2008).
13. Martin Fullerene för C.A. baserade o.a. att ankra grupper för molekylär elektronik J. Förmiddag. Chem. Soc. 130 13198-13199 (2008).

Ta Copyrightt på AZoNano.com, Dr. Kasper Mal-Poulsen och Professorn Thomas Bjørnholm (Nano-Vetenskap Centrerar, Universitetar av Köpenhamnen),

Date Added: Nov 15, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:46

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit