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三聚氰胺分子转成双功能单分子器件

  发布日期:2009-9-16  点击次数:4048
      据新华社合肥9月15日电 (记者 程士华 詹婷婷)记者从15日召开的中科大科技成果发布会上获悉,中科大成功实施三聚氰胺单分子手术,把比头发丝的六万分之一还细的小分子转变为既有二极管效应又有机械开关效应的双功能单分子器件,为单分子器件的多功能化开辟了新的思路。这一做法为国际首创。

    由中科大教授杨金龙等人领衔的中科大合肥微尺度物质科学国家实验室单分子物理化学研究团队,利用低温超高真空扫描隧道显微镜,巧妙地对三聚氰胺这个比头发丝的六万分之一还细的小分子进行了单分子手术,将其从普通化工原料转变为既有二极管效应又有机械开关效应的双功能单分子器件,为单分子器件的多功能化开辟了新的思路。

    杨金龙教授说:“让三聚氰胺这样的普通化工原料,转变为具有二极管、机械开关效应的双功能单分子器件,目前国际上还没有研究小组成功完成过类似试验,中科大的做法不仅在国内,而且在国际上也是首例。”这一成果已发表在近期出版的美国《美国国家科学院院刊》上。

    中科大合肥微尺度物质科学国家实验室单分子物理化学研究团队通过3年不懈努力,发现三聚氰胺分子可以通过人工单分子操控被改造为具有显著二极管效应和开关效应的双重功能分子。在室温下,三聚氰胺分子吸附到铜表面时会发生化学反应脱去两个氢原子,从而与表面铜原子形成化学键,得到与表面垂直的吸附构型,分子的输运曲线表现为正负电压下对称的特征。通过扫描隧道显微镜对其进行单分子手术将分子支链的一个氢原子“移植”到分子中间的环上,实现了三聚氰胺分子的异构化,造成分子轨道相对于费米面的不对称性,使得输运特性显示出明显的二极管效应。通过非弹性隧穿电子的多电子激发过程进一步诱导其顶端N-H键的可逆转动,得到电导不同的双稳态结构,实现了单分子机械开关效应。

    文章出处:科技日报
 
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