與唯一分子的電子

Kasper 博士飛蛾Poulsen 和托馬斯 Bjørnholm,納諾科學中心哥本哈根,丹麥大學教授
對應的作者: tb@nano.ku.dk

簡介

唯一分子電子是著重電子調用的研究的研究域通過唯一分子。

其中一個長期目標是發展有這個唯一分子定義的功能部件的設備。 這是分子電子的小型化的最終限額。1

在最近 10 -15 年期間這個域集中於對電子運輸通過唯一分子和適當的試驗床的發展的基本的瞭解。2-7

當前挑戰在一個再現方式包括方法的發展多個唯一分子要素的綜合化的。 控制,與原子精確度,在分子之間的界面幾何,并且電極是關鍵字對成功在此區。8

有合併的唯一分子的自被彙編的電極?

在最後十年期間,自頂向下平版印刷的技術極大被精煉 -,但是儘管此 - 方法仍然是很遠從電極 nanogaps 的相同的複製的質量製造在 1-2 毫微米長度等級的。 與唯一分子的空白在他們是更難製造。

與自頂向下製造技術對比,自的集合方法依靠典型地起作用子毫微米長度縮放比例對分子間作用力的使用。 為縮小分子長度縮放比例和頂層下來石版印刷之間的功能的差距 - 科學家在哥本哈根大學的納諾科學中心開發了金電極從被預裝配的金納米顆粒種子增長由解決方法基於自集合的一個方法。9

簡而言之,這個方法介入一個唯一分子首先用於一起鏈接二顆納米顆粒種子形成二聚體的一個二步進程。 在第二個步驟,二聚體顯示在金鹽、表面活化劑和一溫和的減少作用者。 在權利回應適應金納米顆粒種子將成長為表單單晶金 nanorods (圖 1)。 通過調整回應條件,標尺的長度可以是受控的從 20 到 500 個毫微米長度10 - 是更加容易與自頂向下平版印刷的技術接觸的長度縮放比例11。 此方法的一個有吸引力的方面是製造多個唯一分子設備可能是可能的。9

圖 1. 化工增長的金 nanorods 用於與唯一分子聯繫。9 耆那教 Titoo 的鏡像

從化工設計的明確定義的聯絡

金屬電極和分子之間的界面是電子運輸的本質的至高無上的重要通過唯一分子。 如果在分子和電極之間的聯結嚴格 - 電子直接地通過這個分子挖洞。 如果這個聯結是弱的,電子運輸是這個電子將位於這個分子作為電子運輸的部分從來源的排泄電極的一個二步進程。 弱的耦合的運輸稱 Coulomb 封鎖,并且可以使用修建唯一電子晶體管。8, 12

為開發一個更好的控制界面幾何 - 科學家在哥本哈根大學的納諾科學中心設計了合併球碳的分子 (C60 分子)在電極和分子的聯絡區域利益之間。 球碳範圍和電子結構允許更大的聯繫範圍和穩定的化工聯絡在分子和電極和因而允許穩定的設備評定之間 - 甚而在室溫。13

圖 2. 分子和電極之間的界面使用停住組的球碳。13

彙總

在最後十年期間分子電子的域集中於對電子運輸通過唯一分子和適當的試驗床的發展的基本的瞭解。 這些實驗促進對在分子結構、分子能級和界面幾何 - 通過唯一分子確定電子運輸的所有系數之間的迷人的互相作用的瞭解。8

技術仍然是很遠從能製造有唯一分子要素的多個設備。 新的分子結構的發展與更加明確定義的聯絡的在分子和 electrode13 之間與新的自集合方法一起是重要步驟往集成設備的將來的發展有多個唯一分子要素的。9, 11


參考

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版權 AZoNano.com、 Kasper 飛蛾博士 Poulsen 和托馬斯 Bjørnholm (納諾科學哥本哈根中心,大學教授)

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

Last Update: 13. June 2013 23:02

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