对唯一分子的 ASU 的研究帮助将来的 Nanoscale 设备的发展

Published on March 4, 2011 at 4:35 AM

在出现于日记帐本质纳米技术的最近问题的研究, Nongjian “NJ”陶, Biodesign 学院的研究员 ASU 的,通过利用分子的机械性能展示了控制唯一分子的电子导率聪明的方式。

这样控制在超微小的电子小配件设计可能最终扮演作用,被创建执行无数的有用的任务,从计算机存贮器生物和的化学制品感觉对改进电信和。

陶导致在创建此范围电子设备使用的处理挑战需要一个研究小组,数量世界的古怪的作用经常控制设备工作情况。 陶解释,一个这样问题是定义和控制一个唯一分子的电子导率,附有一个对金电极。

“有些分子有异常的机电属性,是不同的基于硅的材料”,陶说。 “分子可能通过特定交往也认可其他分子”。 这些唯一属性可能为 nanoscale 设备的设计员提供极大的功能灵活性。

在这个当前研究,陶检查唯一分子机电属性将夹在中间在执行的电极之间。 当电压是应用的时,当前发生的流可以被评定。 叫作 pentaphenylene,使用了分子的一种特殊类型,并且其电子导率被检查。

陶的组能变化导率和数量级一样多,完全通过更改这个分子的取向关于电极表面。 特别地,当这个分子保持了平衡在 90 度的电极之间分子的倾斜角修改了,当导率上升,当分隔电极减少和到达最大数量的这个距离。

严重的波动的原因在导率和组成分子的电子的所谓的 pi 轨道和他们的与电子轨道的交往有关在附上电极。 作为陶附注, pi 轨道可能被重视作为电子云,垂直地推出从这个分子的飞机的任一个端。 当分子的倾斜角被困住在二个电极之间被修改时,这些 pi 轨道可能碰上和与在金电极包含的电子轨道混和 - 叫作侧向联结的进程。 轨道此侧向联结有增加导率的作用。

一旦 pentaphenylene 分子,当轨道侧向联结进入了更加巨大的作用,侧向联结作用是显著的,与导率成水平增加 10 次。 相反,作为控制的 tetraphenyl 分子用于实验没有陈列侧向联结,并且导率值依然是恒定,不管倾斜角适用于这个分子。 陶根据应用的特定需求说分子可能现在被设计到使用或使,从而允许优化导率属性的轨道减到最小的侧向联结作用。

使用模块化方法,在导率结果的进一步自检被执行了。 这里,分子的位置被轻摇在 3 个空间的方向,并且导率值被观察了。 只有当这些迅速扰动特别地更改了这个分子的倾斜角相对电极是修改过的导率值,表明电子轨道侧向联结对这个作用的确负责。 陶也建议可能宽广地适用此模块化技术,当一个新的方法的评估导率在分子缩放比例系统更改。

这个研究由能源部支持 - 基本的能源科学程序。

除处理生物电子和生理传感器 Biodesign 学院的中心之外,陶是一位教授在学校电,计算机和能源工程,在工程的 ASU 的 Ira A. 弗尔顿 Schools 和一位附属的教授化学和生化、物理和材料工程。

来源: http://www.asu.edu/

Last Update: 12. January 2012 18:40

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