Nove molekularne žice za enomolekularne elektronske naprave

Essential Scale-Out Computing by James Cuff (Junij 2019).

Anonim

Znanstveniki na Tokijskem inštitutu za tehnologijo so oblikovali novo vrsto molekularne žice, dopirane z organokovinastim rutenijom, da bi dosegli neprimerljivo višjo prevodnost kot prejšnje molekularne žice. Poreklo visoke prevodnosti v teh žicah se bistveno razlikuje od podobnih molekularnih naprav in predlaga potencialno strategijo za razvoj visoko prevodnih "dopiranih" molekularnih žic.

Raziskovalci so od svoje zasnove poskušali krčiti elektronske naprave na neverjetne velikosti, celo do točke, ko so jih izdelali iz nekaj molekul. Molekularne žice so med gradbenimi bloki takšnih minuskularnih vezij, mnogi raziskovalci pa razvijajo strategije za sintetizacijo visoko prevodnih, stabilnih žic iz skrbno izdelanih molekul.

Ekipa raziskovalcev iz Tokijskega tehnološkega inštituta, vključno z Yuya Tanako, je oblikovala novo molekularno žico v obliki spojnice kovinske elektrode-molekula-kovinska elektroda (MMM), vključno s poliinom, organsko verigo podobno molekulo, ki je bila "dopirana" z enota, ki temelji na ruteni, Ru (dppe) 2. Predlagani načrt, ki je prikazan na naslovnici revije Ameriškega kemijskega združenja, temelji na inženiringu ravni energije vodilnih orbitalov atomov žice, upoštevajoč značilnosti zlatih elektrod.

Z uporabo skenirne tunelske mikroskopije je ekipa potrdila, da je prevodnost teh molekularnih žic enaka ali višja kot pri predhodno prijavljenih organskih molekularnih žicah, vključno s podobnimi žicami, ki so "dopirane" z železnimi enotami. Motivirani s temi rezultati so raziskovalci nato začeli raziskovati izvor prevodne žice. Ugotovili so, da so opazovane prevodne lastnosti bistveno drugačne od predhodno prijavljenih podobnih MMM križanj in so bile izpeljane iz orbitalnega deljenja. Z drugimi besedami, razcepitev z orbitalom povzroči spremembe v prvotnih elektronskih orbitalih atomov, da bi definirali nov "hibridni" orbitalni olajševalni prenos elektronov med kovinskimi elektrodami in molekulami žice. Kot pravi Tanaka, "takšno ravnanje z orbitalnim redčenjem redko poroča o kateremkoli drugem MMM-stiku."

Ker je ozka razdalja med najvišjimi (HOMO) in najnižjimi (LUMO) zasedenimi molekularnimi orbitali ključni dejavnik za povečanje prevodnosti molekularnih žic, predlagani sintezni protokol sprejme novo tehniko za izkoriščanje tega znanja, kot dodaja Tanaka. "Sedanja študija razkriva nova strategija za uresničitev molekularnih žic z izredno ozko HOMO? LUMO vrzel preko MMM spojnega tvorjenja. "

Ta razlaga za bistveno drugačne prevodne lastnosti predlaganih žic olajša strateški razvoj novih molekularnih komponent, ki bi lahko bili gradniki blokov prihodnjih majhnih elektronskih naprav.

menu
menu