یک گروه بین‌المللی از فیزیک‌دانان، برای اولین بار اتصال بسیار رسانا را بین یک مولکول آلی منفرد و یک الکترود فلزی ایجاد کردند. این پیشرفت می‌تواند به توسعه افزاره‌های الکترونیک مولکولی که به‌طور بالقوه از گیت‌های منطقی و ترانزیستورهای مرسوم کوچک‌تر و سریع‌ترند منجر شود.
اتصال رسانا بین یک مولکول منفرد و یک الکترود فلزی
|
یک گروه بین‌المللی از فیزیک‌دانان، برای اولین بار اتصال بسیار رسانا را بین یک مولکول آلی منفرد و یک الکترود فلزی ایجاد کردند. این پیشرفت می‌تواند به توسعه افزاره‌های الکترونیک مولکولی که به‌طور بالقوه از گیت‌های منطقی و ترانزیستورهای مرسوم کوچک‌تر و سریع‌ترند منجر شود. عمده افزاره‌های الکترونیکی فقط از مقداری مواد نیمه‌هادی ساخته می‌شوند که معمول‌ترین آنها سیلیکون است؛ این در حالی است که بعضی از مولکول‌های آلی (از قبیل DNA) خواص الکترونیکی مشابه با نیمه‌هادی‌های مرسوم دارند و بعضی از محققان باور دارند که از بعضی از انواع مولکول‌ها می‌توان در ساخت افزاره‌های الکترونیکی استفاده کرد. یک مزیت بالقوه چنین افزاره‌هایی این است که مولکول‌ها در مقایسه با ساختارهای نیمه‌هادی بی‌نهایت کوچک هستند و این می‌تواند به سازنده‌ها کمک کند که مدارهای روی یک تراشه را بسیار فشرده کنند. اگرچه اتصال مولکول‌های منفرد به یک الکترود فلزی به نحوی که الکترون‌ها به‌آسانی بتوانند بین هر دو جریان یابند خیلی مشکل است؛ این اتصالات برای ساختن افزاره‌های واقعی شبیه به ترانزیستورها و گیت‌های منطقی ضروری هستند. در تلاش‌های قبلی برای ساختن اتصالات تک مولکولی از گروه‌های لنگرانداز از قبیل تیول‌ها برای پیوند مولکول‌های آلی برای الکترودهای فلزی مانند طلا، استفاده می‌کردند. هرچند این اتصال مولکول– فلز یک مانع بالقوه مهم در عرض این اتصال ایجاد می‌کند و الکترون‌ها، هنگامی که یک ولتاژ بین الکترودها اعمال می‌شود، عرض این مولکول را تونل می‌زنند. این به طور اجتناب‌ناپذیری منجر به هدایت کم و عملکرد ضعیف ابزارهای نهایی می‌شود. در صورتی هدایتِ بیشتر ممکن می‌شود که الکترون‌ها اجازه یابند عرض این اتصال فلز- مولکول را به‌صورت پرتابی طی کنند. در این حالت هر الکترون با وارد شدن به اتصال، بدون مزاحمت چندانی مسیر را طی می‌کند. در تعداد زیادی از افزاره‌های نانولوله کربنی یا تماس‌های تک اتمی که به هدایت کوانتومی می‌رسند این اتفاق می‌افتد. در اتصالات قبلی تک مولکولی هرگز این نتیجه حاصل نشده‌است. اکنون یک گروه بین‌المللی متشکل از محققان هلندی، استرالیایی، آلمانی و اسپانیایی با ساخت اولین اتصالات مولکولی بسیار رسانا این مشکل را حل کرده‌اند؛ آنها با اتصال مستقیم مولکول‌های بنزن به الکترودهای فلزی پلاتین متوجه شدند که هدایت این افزاره‌ها به حداکثر مقدار ممکن برای یک کانال الکترونی منفرد می‌رسد. به گفته این محققان آنها بنزن را به‌عنوان نقطه شروعی برای ساخت این اتصالات مولکولی انتخاب کرده‌اند و به‌زودی ترکیبات آلی پیشرفته‌تر را مورد بررسی قرار خواهند داد. نتایج این تحقیق در مجله Phys. Rev. Lett. منتشر شده‌است. |
