亞利桑那州立大學的研究單分子艾滋病未來的納米器件的發展

Published on March 4, 2011 at 4:35 AM

出現在最近發行的“自然”雜誌納米技術的研究,在亞利桑那州立大學生物設計研究所研究員,“新澤西州”農儉濤,已經證明了一個巧妙的方式控制一個單分子的電導,通過利用分子的力學性能。

這種控制最終可能在超小型電器小工具創建執行無數有用的任務,從生物和化學傳感改善電信和計算機內存的設計發揮的作用。

道領導的一個研究小組,用來處理與創建電氣設備,這種規模的,在量子世界的古怪影響往往主宰設備的行為所帶來的挑戰。作為解釋道,這樣一個問題是確定和控制單個分子的電導,連接到一對金電極。

“一些分子具有不同尋常的的機電性能,它不像基於矽材料的,”陶說。“分子還可以識別其他分子通過特定的相互作用。”這些獨特的性能,納米器件的設計提供了巨大的功能靈活性。

道在目前的研究中,研究單個分子進行電極之間夾著的機電性能。當施加電壓,電流產生的流量可以衡量的。使用一個特定類型的分子,作為 pentaphenylene,並檢查其電導。

陶氏集團是能夠改變像一個量級,電導,簡單地通過改變電極表面分子的取向,。具體來說,分子的傾斜角的改變,電導上升下降,電極的距離達到最大時,分子之間的電極有望在90度。

電導急劇波動的原因,與所謂的PI分子電子的軌道,並在連接電極的電子軌道的相互作用。由於濤指出,PI軌道可以被認為是電子雲,凸出垂直於分子平面的兩側。被困在兩個電極之間的一個分子的傾斜角改變時,這些有價證券軌道可以在與金電極中的電子軌道 - 一個過程稱為橫向耦合的聯繫與交融。這種軌道的橫向耦合電導增加的效果。

pentaphenylene分子的情況下,橫向耦合效應是明顯的電導增加高達 10倍的水平,更大程度地發揮了軌道的橫向耦合。相比之下,作為控制的實驗中使用的四苯分子沒有表現出橫向耦合和電導值保持不變,無論應用於分子的傾斜角。道說,現在可以設計,分子可以利用或盡量減少橫向耦合軌道的影響,從而允許的電導性能微調,基於應用程序的具體要求。

使用的調製方法進行了進一步電導結果的自我檢查。在這裡,分子的位置是在3個空間方向搖動和觀察到的電導值。只有當這些快速擾動具體改變的相對電極的分子的傾斜角的電導值的改變,表明橫向耦合,電子軌道確實是負責的效果。道也表明,這種調製技術可廣泛應用作為評估在分子尺度系統的電導變化的新方法。

這項研究是由能源部 - 基礎能源科學計劃的支持。

除了以指揮的生物設計研究所的生物電子學和生物傳感器研究中心,道是電氣,計算機學院教授,能源工程,在亞利桑那州立大學的艾拉答富爾頓工程學校,和一個化學和生物化學,物理學和附屬教授材料工程。

來源: http://www.asu.edu/

Last Update: 7. October 2011 22:05

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