Kontakter den molekylære verden gennem grafen nanobånd

Et enkelt molekyle kan opføre sig som den mindste elektroniske komponent i et elektronisk system. Forskere inden for molekylær elektronik har i de senere år bestræbt sig på at udvikle nye tilgange til at bruge molekyler som elektroniske logiske komponenter.

Et nyligt skridt fremad er blevet offentliggjort i Videnskabens fremskridt , som et resultat af et nyt samarbejde mellem fysikere fra CIC nanoGUNE, Donostia International Physics Center (DIPC) og institutionelle samarbejdspartnere. Undersøgelsen resulterede i et gennembrud, der har gjort det muligt at læse en magnetisk enhed med et enkelt molekyle for første gang.

"Idéen er fascinerende - at gemme information i et enkelt molekyle og læse det, " siger Nacho Pascual, Ikerbaskisk professor og leder af Nanoimaging Group på nanoGUNE. "Vi har længe vidst, hvordan man laver molekylerne, men vi kunne aldrig koble dem til et kredsløb før nu, " siger han. For at nå dette mål, videnskabsmænd brugte grafenstriber som elektriske ledninger; ud over, de designede en metode til at påvirke molekylet på foruddefinerede steder.

"Vi fandt ud af, at kontakten til molekylet har afgørende indflydelse på, hvordan den molekylære enhed opfører sig, " siger Jingcheng Li, første forfatter til artiklen. "Denne opdagelse har fået os til at styre kontakttrinnet med atompræcisionsteknologier."

For at skabe molekylet, forskerne brugte en kemisk metode baseret på guidede kemiske reaktioner over en metaloverflade. "Skabelsen af ​​den molekylære enhed er enkel, " siger CiQUS teamleder Diego Peña:"vi designede og syntetiserede byggestenene med 'lim-lignende' kemiske afslutninger på de punkter, hvor kontakter skal skabes; fra da af, naturen klarer resten af ​​arbejdet for os."

For at illustrere processen, holdet bruger en visuel metafor:"Vi kan se det som en molekylær LEGO, " de sagde.

Dr. Pascual siger, "Vi lærer, hvordan man bruger naturens love til at samle molekyler i mere komplekse nanostrukturer."

Forfatterne demonstrerede arbejdsfunktionen af ​​den molekylære enhed ved hjælp af scanning tunneling microscopy (STM), bekræfter under hvilke forhold den magnetiske information lagret i molekylet kunne overleve til kontakten, åbne en ny måde at udvikle nye materialer til effektiv elektronik.