• 解决了基于石墨烯的分子装置中的Catch-22
    发布日期:2019-09-18 10:49   来源:未知   阅读:

  石墨烯的电导率使其成为许多寻求利用它来创建分子尺度设备的研究人员的目标,现在由华威大学和EMPA联合领导的一个研究小组已经找到了一个超越令人沮丧的问题22的稳定性和可重复性问题的方法。基于石墨烯的结是机械稳定的或电稳定的,但不是两者同时存在。

  石墨烯和石墨烯类似的分子是有吸引力的选择,因为在分子器件的电子元件,但直至现在它已被证明非常具有挑战性的大规模生产,将工作和在室温下是坚固的分子器件的使用它们。在华威大学,EMPA和兰开斯特大学以及伯尔尼大学的共同努力研究团队中,石墨烯基结的电气和机械稳定性均达到了人类头发直径的数百万倍。他们今天在Nature Nanotechnology期刊上发表了题为“基于石墨烯的稳健分子器件”的论文。

  简单的机械稳定结构如石墨烯类分子易于通过化学合成产生,但是在这种非常小的规模下,当它们置于结中以形成电子器件(例如分子电极界面的变化)时,它们受到一系列限制。研究人员通过在分子水平上分离机械和电子稳定性的要求来克服这些限制。

  他们通过构建石墨烯类分子堆叠来形成电子路径,通过石墨烯类分子P轨道(这些是哑铃形电子云,其中可以在一定程度上发现电子),从而产生电有效结构。将开辟新的途径以使用迷人的分子特性,例如在如此小的规模下发生的量子干涉,只要实现足够机械的稳健结构。为此,研究团队还在每个分子和氧化硅基质之间建立了键。通过使用硅烷化反应将石墨烯类分子堆叠有效地锚定到基板,这使结构具有显着的机械稳定性。本新闻稿附带的简化图表说明了这一点。

  华威大学工程学院的Hatef Sadeghi博士领导了这项工作的理论建模说:

  “这种方法使我们能够设计和生产在大温度范围内电子和机械稳定的基于石墨烯的分子器件。这是通过将机械锚定与电子通路分离,通过将分子的共价结合与基质结合而实现的。大的-共轭头基。

  “这些结可以在几个器件上重现,并且从20开尔文到室温运行。双方经贸往来是惠泽彼此的关系,,我们的方法代表了一种简单但强大的策略,用于将基于分子的功能集成到稳定和可控的纳米电子器件中。”

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