中國研制出全球最薄厚度的單分子電子器件，電子輸運能力可調(diào)節(jié)

近日，廈門大學(xué)固體表面物理化學(xué)國家重點實驗室洪文晶教授研究團(tuán)隊，與英國蘭卡斯特大學(xué)柯林·蘭伯特院士團(tuán)隊合作，在室溫下制備出了迄今為止世界上最薄的、厚度約為頭發(fā)絲直徑1/60000的單分子電子器件。該研究成果在線發(fā)表于國際期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。

半導(dǎo)體被喻為國家的“工業(yè)糧食”，其中硅基微電子器件占據(jù)了主導(dǎo)地位，但硅基器件小型化正逐步逼近其物理極限。采用有機分子來構(gòu)筑新型分子電子器件，是突破半導(dǎo)體器件小型化的重要潛在技術(shù)方案之一，有機分子器件小型化的尺寸極限就成為了該領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)科學(xué)問題。

廈門大學(xué)研究團(tuán)隊通過精確調(diào)控兩片單層石墨烯電極間距，將單個平面有機分子連接在兩片單層石墨烯電極之間，構(gòu)筑了導(dǎo)電通道長度僅為單原子層厚度的超薄單分子電子器件，并精準(zhǔn)表征了這一導(dǎo)電溝道長度僅有原子層厚度的超薄單分子電子器件的電子學(xué)性質(zhì)。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，通過對分子微小結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)節(jié)，可以顯著提升該電子器件的電子輸運能力。雖然導(dǎo)電溝道長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的單分子電子器件（通常為二到五納米）和硅基電子器件（通常為十到數(shù)十納米），有機分子層的微小結(jié)構(gòu)區(qū)別仍會對這類器件的電學(xué)性能產(chǎn)生數(shù)十倍的顯著變化。

新型單分子電子器件構(gòu)成示意圖。圖片來源：廈門大學(xué)

“這一僅超薄分子電子器件，展示了納米尺度電子輸運的獨特量子隧穿特性，也充分體現(xiàn)了分子電子器件在未來半導(dǎo)體器件小型化領(lǐng)域的重要潛力?！焙槲木дf。

電子元器件是電子元件和小型的機器、儀器的組成部分，其本身常由若干零件構(gòu)成，可以在同類產(chǎn)品中通用；常指電器、無線電、儀表等工業(yè)的某些零件，是電容、晶體管、游絲、發(fā)條等電子器件的總稱。常見的有二極管等。電子元器件包括：電阻、電容、電感、電位器、電子管、散熱器、機電元件、連接器、半導(dǎo)體分立器件、電聲器件、激光器件、電子顯示器件、光電器件、傳感器、電源、開關(guān)、微特電機、電子變壓器、繼電器、印制電路板、集成電路、各類電路、壓電、晶體、石英、陶瓷磁性材料、印刷電路用基材基板、電子功能工藝專用材料、電子膠（帶）制品、電子化學(xué)材料及部品等。電子元器件在質(zhì)量方面國際上有歐盟的CE認(rèn)證，美國的UL認(rèn)證，德國的VDE和TUV以及中國的CQC認(rèn)證等國內(nèi)外認(rèn)證，來保證元器件的合格。

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