由慕尼黑技術(shù)大學(xué)(TUM)的物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組開發(fā)了一種分子，可以使用施加的電壓在兩種結(jié)構(gòu)不同的狀態(tài)之間切換。這種納米開關(guān)可以作為開創(chuàng)性設(shè)備的基礎(chǔ)，可以用有機(jī)分子取代硅基組件。

新電子技術(shù)的發(fā)展推動了功能元件尺寸的不斷減少。在國際合作的背景下，慕尼黑技術(shù)大學(xué)的物理學(xué)家團(tuán)隊成功地將單個分子用作光信號的開關(guān)元件。

慕尼黑工業(yè)大學(xué)物理系的納米科學(xué)家Joachim Reichert說：“只用一個分子進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使未來的電子設(shè)備更接近微型化的最終極限。”

不同的結(jié)構(gòu) - 不同的光學(xué)特性

該團(tuán)隊最初開發(fā)了一種方法，使他們能夠在強(qiáng)光場中與分子建立精確的電接觸，并使用施加的電壓來控制它們。在大約1伏的電位差下，分子改變其結(jié)構(gòu)：它變得平坦，導(dǎo)電并散射光。

這種根據(jù)分子結(jié)構(gòu)而不同的光學(xué)行為對于研究人員來說是非常令人興奮的，因為在這種情況下散射活動 - 拉曼散射 - 可以被觀察到，同時通過開關(guān)來打開和關(guān)閉。施加電壓。

挑戰(zhàn)技術(shù)

研究人員使用了由巴塞爾和卡爾斯魯厄的團(tuán)隊合成的分子。當(dāng)它們帶電時，分子可以以特定的方式改變它們的結(jié)構(gòu)。它們被安排在金屬表面上，并使用玻璃碎片的角部與非常薄的金屬涂層作為尖端接觸。

它用作電觸點，光源和光收集器。研究人員使用該片段將激光引導(dǎo)至分子并測量隨施加電壓而變化的微小光譜信號。

從技術(shù)角度來看，電接觸單個分子是極具挑戰(zhàn)性的。科學(xué)家們現(xiàn)已成功地將這一過程與單分子光譜學(xué)相結(jié)合，使他們能夠以極高的精度觀察分子中最小的結(jié)構(gòu)變化。

硅的競爭

分子電子學(xué)的一個目標(biāo)是開發(fā)可以使用集成的和可直接控制的分子取代傳統(tǒng)的硅基組件的新型器件。

由于其微小的尺寸，該納米系統(tǒng)適用于光電子學(xué)中的應(yīng)用，其中需要使用電勢變化來切換光。