Language
Country/Area
No result found
nan
Поскольку электронные технологии продолжают двигаться вперед, ученые все чаще обращают внимание на область молекулярной электроники.Молекулярная электроника - это исследование и применение молекул в качестве электронных компонентов, что делает производство электронных компонентов, которые больше не полагаются на традиционные объемные материалы.Эта междисциплинарная область исследований сочетает в себе физику, химию и материаловую науку и находит возможные способы продолжения закона Мура.
Идея уменьшения электронных компонентов до одного размера молекулы позволяет нам вырваться из традиционных технологических ограничений и искать более эффективные и недорогие методы для использования материалов.
Важной ветвью молекулярной электроники является одномолекулярная электроника, поле, которое использует небольшие наборы отдельных молекул или нескольких отдельных молекул в качестве электронных компонентов.Этот экстремальный метод миниатюризации является одной из целей по снижению цепей, и в диапазоне размеров, где эффекты квантовой механики начинают значительно влиять, передача отдельных электронов значительно изменяет свойства системы по сравнению с обычными электронными компонентами.
Тем не менее, практическая задача соединения одной молекулы с электродом очень сложна.Текущие методы литографии не могут производить расстояние между электродами достаточно маленькие, чтобы избежать коротких цепей.Таким образом, ученые приняли различные стратегии, такие как использование технологии разрыва и сочетания, которая должна растянуть тонкий электрод, чтобы сломать, образуя разрыв молекулярного размера.Кроме того, наконечник сканирующего туннельного микроскопа (STM) также может использоваться для контакта с молекулами, прилипшими к металлическому субстрату.
Последние эксперименты ученых показывают, что атомная геометрия, прилегающая к поверхности золота, может повлиять на надежность соединения, что делает повторяемость серьезной проблемой.
В дополнение к проблеме атомного расстояния, также важно выбрать правильный материал.Исследования показывают, что конъюгированная π-система графитовых и сферических молекул может одновременно устанавливать электрический контакт с несколькими атомами, тем самым улучшая производительность одномолекулярных электронов.Это позволяет переходить от металлических электродов к полупроводниковым электродам, что еще больше расширяет его потенциал применения.Например, нанопроволоки на основе арсенида на основе арсенида индий могут работать с более широкими встроенными частями полосовой зоны, что помогает распространению сигнала между молекулами и электродами.
Тем не менее, процесс соединения цепей и объемных электродов с чисто молекулярными системами неоднократно попадал в стену.Большая проблема заключается в том, что многие эксперименты должны проводиться при низких температурах вблизи абсолютного нуля, и такое потребление энергии, очевидно, не пренебрегается.
История молекулярной электроники
Концепция молекулярной электроники была впервые предложена немецким физиком Артуром фон Хиппелем в 1956 году. Ученый утверждал, что метод построения электронных компонентов с молекулярных и атомных уровней должен быть принят, а не полагаться на сборные материалы.Эта концепция называется молекулярной техникой.Тем не менее, прорывом вехи, который действительно привел к росту этой области, был теоретическими статьями Aivilam и Ratner в 1974 году, которые предложили специальную молекулярную структуру только с односторонними токами, аналогичными функциям полупроводников. Последующие десятилетия исследований.
Потенциал молекулярных материалов
Проводящие полимеры предлагают совершенно новый вариант по сравнению с обычными материалами.Хотя их механические свойства отличаются от коммерческих материалов, высокая проводимость проводящих полимеров закладывает основу для их применения.Электронные свойства этих полимеров могут быть скорректированы с помощью методов органического синтеза, чтобы влиять на их обработку, тем самым вводя новую жизненную силу в будущую конструкцию схемы.
В настоящее время стабильно используются стабильные и повторяющиеся проводящие полимеры, такие как поли (3,4-этилендиоктиофен) (PEDOT) и полианилин, особенно в антистатических материалах и прозрачных проводящих слоях.
С введением наноструктурированных проводящих полимеров эта область открыла новые возможности развития.Недавние методы супрамолекулярной химии предлагают новые возможности для разработки молекулярной электроники следующего поколения, а эксперименты исследователями, вставляющими катионные молекулы в столбчатые молекулы, показывают, что плотность тока увеличилась на два порядка, показывая огромный потенциал молекулярной электроники в будущем. и перспективы постоянного расширения.
С развитием технологий ученые по -прежнему сталкиваются с различными проблемами при поиске надежных решений для соединений с молекулярным электродом.
