Исследование ASU на Одиночной Молекуле Помогает Развитию Будущих Приборов Nanoscale

Published on March 4, 2011 at 4:35 AM

В исследовании появляясь в недавний вопрос Нанотехнологии Природы журнала, Nongjian «NJ» Дао, исследователь на Институте Biodesign на ASU, демонстрировало ухищренный путь контролировать электрическую електропроводимостьь одиночной молекулы, путем эксплуатировать свойства молекулы механически.

Такое управление окончательно может сыграть роль в конструкции ультра-малюсеньких электрических устройств, созданной для того чтобы выполнить задачи мириад полезные, от биологического и химиката воспринимая к улучшать радиосвязи и компьютерную память.

Дао водит научно-исследовательскую группу используемую к общаться при повлеченные возможности в создавать электрические приборы этого размера, где своеобразные влияния мира суммы часто преобладают поведение прибора. По Мере Того Как Дао объясняет, один такой вопрос определяющ и контролирующ электрическую електропроводимостьь одиночной молекулы, прикрепленную к паре электродов золота.

«Некоторые молекулы имеют необыкновенные электро-механические свойства, которые непохожие кремни-основанные материалы,» Дао говорят. «Молекула может также узнать другие молекулы через специфические взаимодействия.» Эти уникально свойства могут предложить большущую функциональную гибкость к конструкторам приборов nanoscale.

В настоящем исследовании, Дао рассматривает электро-механические свойства одиночных молекул прослоенных между дирижируя электродами. Когда напряжение тока прикладной, приводя к подачу течения можно измерить. Был использован определенный тип молекулы, известный как pentaphenylene, и своя электрическая електропроводимостьь была расмотрена.

Группа Дао могла поменять електропроводимостьь мимо как очень как порядок величины, просто путем изменять ориентацию молекулы по отношению к поверхностям электрода. Специфически, уменьшенный угол наклона молекулы был изменен, при електропроводимостьь поднимая по мере того как расстояние отделяя электроды, и достигая максимум когда молекула была poised между электродами на 90 градусах.

Причина для драматической зыбкости в електропроводимостьи должна сделать с так называемыми орбиталями pi электронов составляя молекулы, и их взаимодействием с орбиталями электрона в прикрепленных электродах. Как примечания Дао, орбитали pi могут быть подуманы как облаков электрона, выступающ перпендикулярно от любой стороны плоскости молекулы. Когда изменен угол наклона молекулы поглощенной между 2 электродами, эти орбитали pi могут прийти в контакт и смешать при орбитали электрона, котор содержат в электроде золота - процессе известном как боковое соединение. Это боковое соединение орбиталей имеет влияние увеличивать електропроводимостьь.

В случае молекулы pentaphenylene, боковой эффект связи был произнесен, с електропроводимостьью выравнивает увеличивать до 10 времен по мере того как боковое соединение орбиталей пришло в большую игру. В контрасте, молекула tetraphenyl используемая как управление для экспериментов не показала боковое соединение и значения електропроводимостьи остали постоянн, независимо от угла наклона прикладного к молекуле. Дао говорит что молекулы можно теперь конструировать к или подвигу или уменьшить боковые эффекты связи орбиталей, таким образом позволяя острую настройку свойств електропроводимостьи, основанную на требованиях к применения специфических.

Более последующая собственн-проверка на результатах електропроводимостьи была унесена используя метод модуляции. Здесь, было покачивано положение молекулы в 3 пространственных направлениях и значения електропроводимостьи наблюдались. Только когда эти быстрые возмущения специфически изменили угол наклона молекулы по отношению к электроду были измененные значения електропроводимостьи, показывающ что боковое соединение орбиталей электрона было деиствительно ответствено для влияния. Дао также предлагает что этот метод модуляции может быть обширно прикладной по мере того как новый метод для оценивать електропроводимостьь изменяет в системах молекулярн-маштаба.

Исследование было поддержано Министерством Энергетики - Основной программой Науки Энергии.

В дополнение к сразу Центр Института Biodesign для Bioelectronics и Биосенсоров, Дао профессор в Школе Электрического, Компьютера, и Энергии Инджиниринга, на ИРА A. Фултоне Школе Инджиниринга, и приниманном в члены профессоре ASU инженерства химии и биохимии, физики и материала.

Источник: http://www.asu.edu/

Last Update: 12. January 2012 19:01

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