北京大學：全球首例單分子電子開關器件問世
發(fā)布時間：2016/6/22 訪問人數(shù)：702次
北京大學郭雪峰課題組與中外科學家協(xié)同攻關，利用二芳烯分子為功能中心、石墨烯為電極，實現(xiàn)了可逆單分子光電子開關器件的構建，并申請了發(fā)明專利。成果近日發(fā)表于《科學》。
利用單個分子構建電子器件有望突破目前半導體器件微小化發(fā)展中的瓶頸，其中實現(xiàn)可控的單分子電子開關功能是驗證分子能否作為核心組件應用到電子器件中的關鍵步驟。
但過去20年，分子開關僅有的幾個單分子光開關器件研究工作都只能實現(xiàn)單向的開關功能，如何獲得真正意義上的分子電子開關存在著巨大的挑戰(zhàn)。
以郭雪峰為代表的科研人員通過理論模擬預測和分子工程設計，在二芳烯功能中心和石墨烯電極之間進一步引入關鍵性的亞甲基基團，研究結果一致表明，新體系實現(xiàn)了分子和電極間優(yōu)化的界面耦合作用，突破性地構建了一類全可逆的光誘導和電場誘導的雙模式單分子光電子器件。石墨烯電極和二芳烯分子穩(wěn)定的碳骨架以及牢固的分子/電極間共價鍵鏈接方式使這些單分子開關器件具有空前的開關精度、穩(wěn)定性和可重現(xiàn)性，在未來高度集成的信息處理器、分子計算機和精準分子診斷技術等方面具有巨大的應用前景。
這項研究使世界首例真實穩(wěn)定可控的單分子電子開關器件在中國誕生。此外，郭雪峰等人的研究證明，功能分子的確可作為核心組件構建電子回路，這是將功能分子應用到實用電子器件邁出的重要一步。
