Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Eine Forschung ASUS auf dem Gebiet eines Einzelnen Moleküls Unterstützt Entwicklung von Zukünftigen Nanoscale-Einheiten

Published on March 4, 2011 at 4:35 AM

In der Forschung, die in einem neuen Punkt der Zapfen Natur-Nanotechnologie erscheint, hat Nongjian „NJ“ Tao, ein Forscher am Biodesign-Institut an ASU, eine kluge Methode der Steuerung der elektrischen Leitfähigkeit eines einzelnen Moleküls gezeigt, indem er die mechanischen Eigenschaften des Moleküls ausnutzte.

Solche Regelung schließlich spielt möglicherweise eine Rolle in der Auslegung von ultra-kleinen elektrischen Geräten, erstellt, um unzählige nützliche Aufgaben durchzuführen, von biologischem und von Chemikalie ermittlend zum Verbessern von Telekommunikation und von Computerspeicher.

Tao führt ein Forschungsteam, das zu, die Herausforderungen zu beschäftigen gewohnt ist, die wenn er elektrische Einheiten dieser Größe zur Folge gehabt werden, erstellt, in der schrullige Effekte der Quantumswelt häufig Einheitsverhalten beherrschen. Wie Tao erklärt, ist ein solcher Punkt, steuernd definierend und die elektrische Leitfähigkeit eines einzelnen Moleküls, befestigt zu einem Paar Goldelektroden.

„Einige Moleküle haben ungewöhnliche elektromechanische Eigenschaften, die verschiedene Silikon-basierte Materialien sind,“ Tao sagt. „Ein Molekül kann andere Moleküle über spezifische Interaktionen auch erkennen.“ Diese eindeutigen Eigenschaften können ungeheure Funktionsflexibilität Designern von nanoscale Einheiten anbieten.

In der aktuellen Forschung prüft Tao die elektromechanischen Eigenschaften von den einzelnen Molekülen, die zwischen Leitelektroden eingeschoben werden. Wenn eine Spannung angewandt ist, kann ein resultierender Fluss des Stroms gemessen werden. Ein bestimmtes Baumuster Molekül, bekannt als pentaphenylene, wurde verwendet und seine elektrische Leitfähigkeit geprüft.

Taos Gruppe war in der Lage, sich die Leitfähigkeit durch eine Größenordnung soviel wie zu unterscheiden, einfach, indem sie die Orientierung des Moleküls in Bezug auf die Elektrodenoberflächen änderte. Speziell wurde der Neigungswinkel des Moleküls geändert, wenn die Leitfähigkeit steigt, während der Abstand, der die Elektroden verringert sich trennt und ein Maximum erreicht, als das Molekül zwischen den Elektroden bei 90 Grad balanciert wurde.

Der Grund für das drastische Fluktuieren in der Leitfähigkeit bezieht den so genannten PU-Orbitals der Elektronen, welche die Moleküle bilden, und ihrer Interaktion mit mit ein Elektron Orbitals in den befestigten Elektroden. Als Tao-Anmerkungen werden PU-Orbitals möglicherweise für Elektronenwolken gehalten und senkrecht stehen von jeder Seite der Fläche des Moleküls hervor. Wenn der Neigungswinkel eines Moleküls, das zwischen zwei Elektroden eingeschlossen wird, geändert wird, können diese PU-Orbitals in Kontakt kommen und mit Elektron Orbitals mischen, die in der Goldelektrode - ein Prozess enthalten werden, der als seitliche Kupplung bekannt ist. Diese seitliche Kupplung von Orbitals hat den Effekt des Erhöhens von Leitfähigkeit.

Im Falle des pentaphenylene Moleküls war der seitliche Kupplungseffekt, mit Leitfähigkeit nivelliert das Erhöhen von bis 10mal ausgeprägt, während die seitliche Kupplung von Orbitals in größeres Spiel kam. Demgegenüber wies das tetraphenyl Molekül, das als Regelung für die Experimente verwendet wurde, nicht seitliche Kupplung auf und Leitfähigkeitswerte blieben, unabhängig davon den Neigungswinkel konstant, der am Molekül angewendet wurde. Tao sagt, dass Moleküle zur Heldentat jetzt konstruiert werden entweder oder die seitlichen Kupplungseffekte von Orbitals herabsetzen können, dadurch sie ermöglichen sie das Einstellen von Leitfähigkeitseigenschaften, basiert auf den spezifischen Anforderungen einer Anwendung.

Ein weiterer Eigentest auf den Leitfähigkeitsergebnissen wurde unter Verwendung einer Modulationsmethode durchgeführt. Hier wurde die Stellung des Moleküls in 3 räumlichen Richtungen gewackelt und die Leitfähigkeitswerte beobachtet. Nur als diese schnellen Störungen speziell den Neigungswinkel des Moleküls im Verhältnis zu der Elektrode änderten, waren die Leitfähigkeitswerte, die geändert wurden und anzeigten, dass seitliche Kupplung von Elektron Orbitals tatsächlich für den Effekt verantwortlich war. Tao schlägt auch vor, dass diese Modulationstechnik möglicherweise breit angewendet wird, während eine neue Methode für die Bewertung von Leitfähigkeit in Molekularschuppe Anlagen ändert.

Die Forschung wurde vom Energieministerium - Grundlegendes Energie-Wissenschaftsprogramm unterstützt.

Zusätzlich zum Verweisen der Mitte des Biodesign-Instituts für Bioelektronik und Biosensors, ist Tao ein Professor in der Schule von Elektrischem, Computer und Energie-Technik, an Ingenieurschulen IRA A. Fulton ASUS und an einem angeschlossenen Professor der Chemie- und Biochemie-, Physik- und Materialtechnik.

Quelle: http://www.asu.edu/

Last Update: 12. January 2012 19:26

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