与唯一分子的电子

Kasper 博士飞蛾Poulsen 和托马斯 Bjørnholm,纳诺科学中心哥本哈根,丹麦大学教授
对应的作者: tb@nano.ku.dk

简介

唯一分子电子是着重电子调用的研究的研究域通过唯一分子。

其中一个长期目标是发展有这个唯一分子定义的功能部件的设备。 这是分子电子的小型化的最终限额。1

在最近 10 -15 年期间这个域集中于对电子运输通过唯一分子和适当的试验床的发展的基本的了解。2-7

当前挑战在一个再现方式包括方法的发展多个唯一分子要素的综合化的。 控制,与原子精确度,在分子之间的界面几何,并且电极是关键字对成功在此区。8

有合并的唯一分子的自被汇编的电极?

在最后十年期间,自顶向下平版印刷的技术极大被精炼 -,但是尽管此 - 方法仍然是很远从电极 nanogaps 的相同的复制的质量制造在 1-2 毫微米长度等级的。 与唯一分子的空白在他们是更难制造。

与自顶向下制造技术对比,自的集合方法依靠典型地起作用子毫微米长度缩放比例对分子间作用力的使用。 为缩小分子长度缩放比例和顶层下来石版印刷之间的功能的差距 - 科学家在哥本哈根大学的纳诺科学中心开发了金电极从被预装配的金纳米颗粒种子增长由解决方法基于自集合的一个方法。9

简而言之,这个方法介入一个唯一分子首先用于一起链接二颗纳米颗粒种子形成二聚体的一个二步进程。 在第二个步骤,二聚体显示在金盐、表面活化剂和一温和的减少作用者。 在权利回应适应金纳米颗粒种子将成长为表单单晶金 nanorods (图 1)。 通过调整回应条件,标尺的长度可以是受控的从 20 到 500 个毫微米长度10 - 是更加容易与自顶向下平版印刷的技术接触的长度缩放比例11。 此方法的一个有吸引力的方面是制造多个唯一分子设备可能是可能的。9

图 1. 化工增长的金 nanorods 用于与唯一分子联系。9 耆那教 Titoo 的镜象

从化工设计的明确定义的联络

金属电极和分子之间的界面是电子运输的本质的至高无上的重要通过唯一分子。 如果在分子和电极之间的联结严格 - 电子直接地通过这个分子挖洞。 如果这个联结是弱的,电子运输是这个电子将位于这个分子作为电子运输的部分从来源的排泄电极的一个二步进程。 弱的耦合的运输称 Coulomb 封锁,并且可以使用修建唯一电子晶体管。8, 12

为开发一个更好的控制界面几何 - 科学家在哥本哈根大学的纳诺科学中心设计了合并球碳的分子 (C60 分子)在电极和分子的联络区域利益之间。 球碳范围和电子结构允许更大的联系范围和稳定的化工联络在分子和电极和因而允许稳定的设备评定之间 - 甚而在室温。13

图 2. 分子和电极之间的界面使用停住组的球碳。13

汇总

在最后十年期间分子电子的域集中于对电子运输通过唯一分子和适当的试验床的发展的基本的了解。 这些实验促进对在分子结构、分子能级和界面几何 - 通过唯一分子确定电子运输的所有系数之间的迷人的互相作用的了解。8

技术仍然是很远从能制造有唯一分子要素的多个设备。 新的分子结构的发展与更加明确定义的联络的在分子和 electrode13 之间与新的自集合方法一起是重要步骤往集成设备的将来的发展有多个唯一分子要素的。9, 11


参考

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13. 马丁,基于的 C.A. 等球碳停住分子电子的 J. Am 组。 Chem。 Soc. 130, 13198-13199 (2008)。

版权 AZoNano.com、 Kasper 飞蛾博士 Poulsen 和托马斯 Bjørnholm (纳诺科学哥本哈根中心,大学教授)

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

Last Update: 13. June 2013 22:59

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