پرش الکترون در نانوسیم‌ها

درک ساز وکار انتقال الکترون‌ها و اندازه‌گیری مشخصه‌های جریان – ولتاژ این مولکول‌ها، از اهمیت زیادی در الکترونیک مولکولی برخوردار است؛ اما تاکنون رابطه مقاومت سیم‌های مولکولی با طول آنها ـ که به از و کار انتقال بار در این سیم‌ها بستگی دارد ـ مشخص نشده بود. اخیراً گروهی از محققان در آمریکا برای نخستین بار موفق به مشاهده این پدیده شدند؛ آنها با رشد دادن نانوسیم‌های مولکولی طلا به طول تقریبی یک تا هفت نانومتر و استفاده از روش‌های مختلفی؛ از قبیل طیف‌نگاری فروسرخ توانستند پیوندهای شیمیایی جدید ایجادشده طی فرایند رشد سیم را دنبال کنند.

درک ساز وکار انتقال الکترون‌ها و اندازه‌گیری مشخصه‌های جریان – ولتاژ
این مولکول‌ها، از اهمیت زیادی در الکترونیک مولکولی برخوردار است؛ اما
تاکنون رابطه مقاومت سیم‌های مولکولی با طول آنها ـ که به از و کار
انتقال بار در این سیم‌ها بستگی دارد ـ مشخص نشده بود.

اخیراً گروهی از محققان در آمریکا برای نخستین بار موفق به مشاهده این
پدیده شدند؛ آنها با رشد دادن نانوسیم‌های مولکولی طلا به طول تقریبی
یک تا هفت نانومتر و استفاده از روش‌های مختلفی؛ از قبیل طیف‌نگاری
فروسرخ توانستند پیوندهای شیمیایی جدید ایجادشده طی فرایند رشد سیم را
دنبال کنند. آنها در این روش برای تعیین مشخصه جریان – ولتاژ این سیم‌ها
با استفاده از نوک رسانای AFM، ولتاژی را به قسمت بین نوک و ماده پایه
طلا اعمال کرده، مقاومت سیم را در هر مرحله از رشد اندازه‌گیری کردند و
به این ترتیب مشخص شد که مقاومت این سیم‌ها با افزایش طول آنها مرتبط
است، ضمن اینکه با رسیدن طول آنها به یک حد مشخص(حدود چهار نانومتر)،
ساز و کار انتقال الکترون از تونل‌زنی به پرش از روی نانوسیم تغییر می‌کند.

این مشاهده تأییدی است بر آنچه که قبلاً به‌‌طور نظری در خصوص تغییر
ساز و کار انتقال الکترون با افزایش طول نانوسیم‌ها پیش‌بینی شده بود.
با توجه به این یافته‌ها امکان بررسی تأثیر ساختار شیمیایی بر انتقال
پرشی الکترون‌ها نیز فراهم می‌شود؛ البته درک بیشتر این پدیده همچنان
نیازمند انجام آزمایش‌های بیشتر است.

این محققان همچنین در نظر دارند تا با تغییر ساختار شیمیایی این سیم‌ها
تأثیر آن بر پرش الکترون‌ها را بررسی نمایند و قصد دارند تا در مراحل
بعد، برای بررسی دیگر تأثیرات افزایش طول نانوسیم‌ها، این پدیده را در
سیم‌های بلندتر هم مورد مطالعه قرار دهند. این یافته نقش زیادی در
طراحی ابزارهای الکترونیکی مولکولی آینده خواهد داشت و می‌تواند به درک
چگونگی انتقال الکترون در سیستم‌های مولکولی نانومقیاس بینجامد. گفتنی
است گزارشی از این تحقیق در نشریه ساینس منتشر شده‌است.