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首次建立与半导体结构中分子的电接触电路不断地按比例缩小并扩展特定功能

2021年07月23日 孝感机械设备网

首次建立与半导体结构中分子的电接触:电路不断地按比例缩小并扩展特定功能

电路不断地按比例缩小并扩展特定功能。现在,一种新方法允许与常规硅芯片上的简单分子建立电接触。

正如巴塞尔大学化学家和位于苏黎世苏黎世的IBM Research的研究人员在《自然》杂志上所报道的那样,这项技术有望带来传感器技术和医学的进步中国机械网okmao.com。

为了进一步发展半导体技术,分子电子学领域正在寻求由单个分子而不是硅来制造电路组件。

由于其独特的电子特性,分子适合使用常规硅技术无法实现的应用。但是,这需要可靠且便宜的方法来在分子的两个末端形成电接触。

产生数千种元素的能力

巴塞尔大学和IBM研究机构-苏黎世的研究人员现在已经开发出一种技术,该技术可以建立与单个分子的电接触。

通过在分子上沉积纳米颗粒膜,可以同时生产成千上万种稳定的金属-分子-金属组分,而不会影响分子的性能。使用由碳,氢和硫组成的烷烃-二硫醇化合物证明了该方法。

研究人员使用了一种三明治结构,其中分子的中间层从上方和下方与金属电极接触。下电极由一层铂构成,该铂层上覆盖有一层非导电材料。

然后将微小的孔蚀刻到该层中,以产生任意大小不同的隔室图案,在其中与铂电极进行电接触。

自组装单层

然后,研究人员利用某些分子自组装的能力。在孔的图案上,他们施加了含有烷烃-二硫醇分子的溶液,该溶液自组装到孔中,形成了密集堆积的单层膜。

在该膜内,各个分子表现出规则的排列并与下部的铂电极形成电连接。与分子层的电接触是通过由金纳米颗粒制成的上电极建立的。

这项新技术极大地解决了以前阻碍了与分子形成电接触的问题,例如高接触电阻或长丝穿透薄膜而造成的短路。

通过这种方法制造的积木可以在标准条件下运行,并提供长期稳定性。此外,该方法可以应用于多种其他分子系统,并开辟了将分子化合物整合到固态器件中的新途径。

它的应用可能包括传感器技术和医学领域中的新型仪器。

巴塞尔大学化学系的马塞尔·马约尔教授说:“我们的方法将有助于加快化学制造和可控制的电子和传感器组件的开发。”

该项目获得了国家分子系统工程研究能力中心(NCCR)的大量资助,巴塞尔大学和苏黎世联邦理工学院是其中的佼佼者。

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