全球首例单分子电子开关器件在我国问世
科普小知识2021-12-27 05:07:50
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(记者彭克峰)北京大学的郭雪峰研究小组与中外科学家合作，共同解决关键问题。以二芳基乙烯分子为功能中心，石墨烯为电极，构建了可逆单分子光电开关器件，并申请了发明专利。该结果最近发表在《科学》杂志上。
使用单分子来制造电子器件有望突破半导体器件小型化发展的瓶颈。可控单分子电子开关功能的实现是验证分子能否作为电子器件核心元件的关键步骤。
然而，在过去的20年中，只有少数分子开关的单分子光开关器件被用来实现单向开关功能。如何获得真正的分子电子开关是一个巨大的挑战。
以郭雪峰为代表的研究者通过理论模拟预测和分子工程设计，进一步引入了二芳基乙烯功能中心和石墨烯电极之间的关键亚甲基。研究结果表明，新系统实现了分子与电极之间的优化界面耦合，并突破性地构建了一类完全可逆的光诱导和电场诱导双模单分子光电器件。石墨烯电极和二芳基乙烯分子的稳定碳骨架以及分子/电极之间的强共价键连接，使得这些单分子开关器件具有前所未有的开关精度、稳定性和再现性，在未来高度集成的信息处理器、分子计算机和精确分子诊断技术中具有巨大的应用前景。
这项研究导致了世界上第一个真正稳定和可控的单分子电子开关器件在中国的诞生。此外，郭雪峰等人的研究证明，功能分子确实可以用作构建电子电路的核心组件，这是将功能分子应用于实际电子器件的重要一步。
《中国科学新闻》(第一版集锦，2016年6月22日)