Posted in | Nanoelectronics

علماء جامعة ولاية أريزونا يوضح المواصلة الكهربائية مراقبة الجزيئات واحدة

Published on February 21, 2011 at 4:15 AM

في البحوث التي تظهر في عدد اليوم من مجلة نيتشر نانوتكنولوجي ، أظهرت Nongjian "نيو جيرسي" تاو ، وهو باحث في معهد Biodesign في جامعة ولاية أريزونا ، وهي طريقة ذكية للتصرف الكهربائية السيطرة على جزيء واحد ، عن طريق استغلال خصائص الجزيء الميكانيكية.

قد تؤدي هذه السيطرة في نهاية المطاف دورا في تصميم فائق صغيرة الأدوات الكهربائية ، التي أنشئت لتنفيذ المهام المفيدة لا تعد ولا تحصى ، من الاستشعار البيولوجية والكيميائية لتحسين الاتصالات السلكية واللاسلكية وذاكرة الكمبيوتر.

عندما تقلصت الأجهزة الكهربائية على نطاق والجزيئية ، سواء الخواص الكهربائية والميكانيكية لجزيء معين تصبح حرجة. قد يمكن استغلال خصائص محددة ، اعتمادا على احتياجات التطبيق. هنا ، هو تعلق جزيء واحد في نهاية إما إلى زوج من الأقطاب الكهربائية الذهب ، وتشكيل الدوائر الكهربائية ، والتي يمكن قياسها الحالي.

تاو يقود فريق البحث المستخدمة للتعامل مع التحديات التي ينطوي عليها إنشاء الأجهزة الكهربائية من هذا الحجم ، حيث آثار غريبة من العالم الكم غالبا ما تهيمن على سلوك الجهاز. كما يفسر تاو ، هذه قضية واحدة هي تحديد ومراقبة تصرف الكهربائية للجزيء واحد ، يعلق على زوج من الأقطاب الكهربائية الذهب.

وقال "بعض الجزيئات لها خصائص غير عادية الكهروميكانيكية ، والتي هي على عكس القائمة على السيليكون المواد. جزيء يمكن أن ندرك أيضا من خلال تفاعلات الجزيئات الأخرى محددة". يمكن لهذه الخصائص الفريدة توفر مرونة وظيفية هائلة لمصممي أجهزة النانو.

في الدراسة الراهنة ، تاو يدرس الخصائص الكهروميكانيكية واحدة من الجزيئات محصورة بين إجراء الأقطاب. عندما يتم تطبيق الجهد ، يمكن قياس تدفق الناتجة الحالي. تم استخدام نوع معين من الجزيء ، المعروف باسم pentaphenylene ، ودرست في تصرف الكهربائية.

وكان فريق تاو قادرة على تنويع التي تصرف بقدر ما أمر من حجم ، وذلك ببساطة عن طريق تغيير اتجاه جزيء فيما يتعلق السطوح الكهربائي. على وجه التحديد ، تم تغيير زاوية الجزيء الميل ، وتصرف مع ارتفاع والمسافة التي تفصل بين الأقطاب انخفضت ، والتوصل إلى الحد الأقصى عندما كان يستعد للجزيء بين الأقطاب على 90 درجة.

السبب في تذبذب كبير في تصرف له علاقة مع المدارات باي يسمى الإلكترونات التي تشكل الجزيئات ، وتفاعلها مع مدارات الإلكترونات في أقطاب كهربائية مثبتة. كما تلاحظ تاو ، قد يكون الفكر المدارات باي من الغيوم والإلكترون ، جاحظ عموديا من جانبي الطائرة للجزيء. عند تغيير زاوية الميل من جزيء محاصرين بين قطبين ، يمكن لهذه المدارات باي تأتي في اتصال مع ومزج مدارات الإلكترونات الواردة في القطب الذهب ، وهي عملية تعرف باسم الاقتران الجانبي. هذا اقتران الوحشي المدارات له تأثير تصرف متزايدة.

في حالة الجزيء pentaphenylene ، تجلى أثر اقتران الوحشي ، مع زيادة مستويات تصرف ما يصل إلى 10 أضعاف اقتران الوحشي المدارات حيز أكبر اللعب. في المقابل ، فإن جزيء tetraphenyl يستخدم كعنصر تحكم للتجارب لا يحمل اقتران الوحشي والقيم تصرف ظلت ثابتة ، بغض النظر عن زاوية الميل تطبيقها على الجزيء. ويقول تاو يمكن الآن أن جزيئات أن تكون مصممة لاستغلال أو تقليل الآثار الجانبية اقتران المدارات ، والسماح بالتالي صقل خصائص تصرف ، بناء على متطلبات تطبيق المحددة.

وأجري مزيد من التحقق الذاتي على نتائج تصرف خارج باستخدام أسلوب التشكيل. هنا ، كان موقف هزهز الجزيء في 3 اتجاهات المكانية ومراعاة القيم تصرف. فقط عندما تتغير هذه الاضطرابات السريع تحديدا زاوية الميل للجزيء نسبة إلى القطب تم تغيير القيم تصرف ، مشيرا إلى أن اقتران الوحشي للمدارات الإلكترونات كان في الواقع مسؤولة عن هذا التأثير. تاو يشير أيضا إلى أن هذه التقنية يمكن تطبيقها على نطاق واسع وتعديل طريقة جديدة لتقييم التغيرات الجزيئية تصرف في نطاق النظم.

المصدر : http://www.asu.edu/

Last Update: 3. October 2011 18:31

Tell Us What You Think

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

Leave your feedback
Submit