دانشمندانی از ژاپن و سوئیس نشان داده‌اند که چگونه می‌توان مولکول‌های منفرد را با نانوسیم‌های رسانا سیم‌کشی کرد. این تکنیک، که لحیم‌کاری شیمیایی نامیده می‌شود، قدم بزرگی در راستای الکترونیک تک مولکولی می‌باشد.
الکترونیک تک مولکولی با لحیم‌کاری شیمیایی
دانشمندانی از ژاپن و سوئیس نشان داده‌اند که چگونه می‌توان مولکول‌های
منفرد را با نانوسیم‌های رسانا سیم‌کشی کرد. این تکنیک، که لحیم‌کاری
شیمیایی نامیده می‌شود، قدم بزرگی در راستای الکترونیک تک مولکولی می‌باشد.
مدت‌های مدیدی است که مولکول‌ها بعنوان مولفه‌های مداری جایگزین ارائه شده‌اند.
در ۱۹۷۴، مارک پاتنر و آریه آویرام که از پژوهشگران IBM بودند، توضیح دادند
که چطور یک مولکول منفرد می‌تواند جریان را فقط در یک سمت عبور دهد، و
درنتیجه بتواند مثل یک دیود رفتار کند، و از آنجا بود که سایر مولفه‌های
متنوعی مانند سوئیچ‌ها و ترانسیستورها مطرح شدند. از لحاظ نظری، الکترونیک
تک مولکولی از همتاهای سیلیکونی خود کوچکتر خواهد بود و ممکن است مصرف
کمتری داشته باشند.
مشکلی که در عملی ساختن مدارهای تک
مولکولی وجود دارد، این است که چطور می‌توان مولکول‌ها را سیم‌کشی کرد.
بعضی از دانشمندان سعی کرده‌اند که مولکول‌ها را با الکترودهای فلزی بهم
وصل کنند، ولی ثابت شده است که کاهش مناسب پهنای آنها مشکل است. روش دیگر
به وصل کردن مولکول‌ها با پلیمرهای رسانا مربوط می‌شود ولی در گذشته فقط
امکان اتصال چندین مولکول در یک لحظه وجود داشته است.
اکنون، یوجی اوکاوا از موسسه ملی علوم مواد در تسوکوبا، ژاپن، و همکارانش
روشی را توسعه داده‌اند که می‌تواند مولکول‌های منفرد را سیم‌کشی کرده و
بهم پیوند دهد. گروه اوکاوا از یک لایه نازک تک مولکولی از جنس دی استیلن
روی زیرلایه گرافنی شروع کرد. سپس این پژوهشگران مقدار کمی از فتالوسیانین
را که تشکیل نانوخوشه‌هایی بر روی سطح می‌دهد، رسوب دادند. سرانجام، این
پژوهشگران نوک میکروسکوپ تونلی پیمایشگر را به یکی از مولکول‌های
فتالوسیانین نزدیک کرده و یک ولتاژ بین سطح و نوک اعمال کردند و باعث آغاز
زنجیره پلیمریزاسیون دی استیلن شدند. این کار یک نانوسیم پلیمری ایجاد
می‌کند که به مولکول فتالوسیانین پیوند می‌خورد.
مولکول‌های فتالوسیانین بعنوان رنگ‌دانه و نیز در نیمه‌رساناهای آلی و
سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شوند. گروه اوکاوا معتقد است که ساختار آنها
مانند یک دیود رفتار خواهد کرد.
اوکاوا می‌گوید که وظیفه بعدی گروهش تست کردن مولکول‌های فتالوسیانین
بعنوان دیود و نیز سعی در سیم‌کشی مولکول‌ها می‌باشد. او می‌گوید: “هدف
نهایی پژوهش ما به ساخت و ارائه مدار الکترونیکی تک مولکولی مربوط می‌شود.
“
جزئیات نتایج این پژوهش در مجله‌ی J. Am. Chem. Soc. منتشر شده است.
