گروهی از محققان روشی برای ایجاد و اتصال سیم‌های بسیار کوچکی که قطعات مولکولی را به‌هم وصل می‌کنند، یافته‌اند. با پیشرفت این حوزه می‌توان اندازه مدارات الکترونیکی معمول در رایانه‌ها، تلفن‌های هوشمند و ابزارهای دیگر را تا حد یک دانه شن کاهش داد.
گامی دیگر به سوی الکترونیک تک مولکولی
دانشمندان یک گام بزرگ دیگر به عصر «قطعات الکترونیکی تک‌مولکولی» که مدتها
انتظارش را می‌کشیدند، نزدیک‌تر شده‌اند. با پیشرفت این حوزه می‌توان
اندازه مدارات الکترونیکی معمول در رایانه‌ها، تلفن‌های هوشمند و ابزارهای
دیگر را تا حد یک دانه شن کاهش داد.
گروهی از محققان روشی برای ایجاد و اتصال سیم‌های بسیار کوچکی که قطعات
مولکولی را به هم وصل می‌کنند، یافته‌اند.
یوجی اوکاوا و همکارانش از موسسه ملی علوم مواد ژاپن در مقاله‌ای که در
مجله American Chemical Society منتشر شده است، نوشته‌اند: «کلید اصلی
تولید قطعات الکترونیکی تک‌مولکولی اتصال مولکول‌های عاملی به یکدیگر با
استفاده از نانوسیم‌های رساناست. در این کار دو مشکل وجود دارد: چگونه این
سیم‌ها در محل مورد نظر ایجاد شوند و چگونه از ایجاد اتصال شیمیایی میان
این نانوسیم‌ها و مولکول‌های عاملی اطمنیان حاصل شود».
این چالش‌ها بسیاری از محققان را که تلاش
می‌کردند سیم‌های بسیار کوچکی برای استفاده در مدارات مولکولی تولید کنند،
با دشواری مواجه کرده‌اند.
حال این گروه از پژوهشگران نشان داده‌اند که می‌توان از نوک یک میکروسکوپ
تونل‌زنی روبشی برای آغاز سریع تولید یک زنجیره مولکولی بهره برد. این
زنجیره یا «سیم» به‌طور خود به خودی با قطعات مولکولی دیگر در مدار تحت
ساخت پیوند شیمیایی برقرار می‌کند. اوکاوا و همکارانش این فرایند را
«لحیم‌کاری شیمیایی» نامیده‌اند.
در این روش مولکول‌های عاملی مورد نظر روی یک تک‌لایه خودآرا از ترکیب
دی‌استیلن جای می‌گیرند. سپس نوک روبشگر یک میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی روی
ردیف مولکولی ترکیب دی‌استیلن که مولکول‌های عاملی روی آن جذب شده‌اند،
قرار داده می‌شود. با آغاز پلیمریزاسیون زنجیره‌ای که از طریق نوک
میکروسکوپ صورت می‌گیرد، یک نانوسیم پلی‌دی‌استیلنی رسانا تولید می‌شود. از
آنجایی که بخش انتهایی زنجیره پلیمری الزاماً یک جزء شیمیایی فعال دارد،
نانوسیم پلیمری ایجاد شده با اولین عنصر مولکولی که برخورد کند، یک پیوند
شیمیایی تشکیل می‌دهد.
در این کار از محاسبات تئوری اصول اولیه (First-principles) برای بررسی
ساختار و ویژگی‌های شیمیایی این اتصال استفاده شده است. این محققان دو
نانوسیم پلیمری رسانا را به یک مولکول فتالوسیانین منفرد متصل کرده و دیود
تونلی ارتعاشی تولید شده با این روش را مورد بحث قرار داده‌اند.
از این روش می‌توان برای اتصال کلیدهای مولکولی، قطعات حافظه و
ترانزیستورها استفاده کرد. بنابر گفته این دانشمندان روش آنها «امکان تولید
ابزارهای ارزان‌تر، کاراتر و سازگارتر با محیط زیست را فراهم می‌آورد که
می‌توانند جایگزین ابزارهای معمول مبتنی بر سیلیکون شوند».
