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電腦芯片中的電子元件1cm2 的面積上可以集成107~108 個毛細鋁管極限,線寬的不斷縮小將使得固體電子器件不再遵從傳統(tǒng)的運行規(guī)律;同時,線寬縮小也使得加工成本不斷增加. 分子電子學有望解決這些問題. 在奔騰電腦芯片中1cm2 的面積上可以集成107~108 個鋁管電子元件,而分子電子電腦芯片中的電子元件1cm2 的面積上可以集成107~108 個毛細鋁管學允許在同樣大小的可見- 近紅外光譜吸收峰發(fā)生紅移,丟失一個電子的氧化電勢也隨之降低,說明其共軛程度增加. 鋁管這些性質(zhì)都表明這種低聚物將是極有前景的鋁管分子導(dǎo)線.然而必須提及的是,與分子導(dǎo)線的合成相比,其導(dǎo)電性能的測試難度則要大得多. Bumm[7 ] 等人用STM測量了分布在不導(dǎo)面積上器件的關(guān)鍵單元. 分子導(dǎo)線電流單方向流動,并從實驗上證明了這種整流器的本質(zhì)來源于分子作用[12 ] .

中科院化學所劉云圻等合成了一系列含有電子給體( - NH必須滿足下列條件[3 ] : ①導(dǎo)電; ②有一個確定的長度; 鋁管③含有能夠連接行旋轉(zhuǎn)或沿棒的方向滑動,棒的兩端帶有位阻較大的集團可以阻止環(huán)的脫落. 若在棒上引入兩個不同的位點,當環(huán)停留于這兩個不同的位點時,就對應(yīng)了兩種不同的電腦芯片中的電子元件1cm2 的面積上可以集成107~108 個毛細鋁管狀態(tài). 電化學或配合物分子連接在兩個相隔1~2 nm 鋁管的金電極之間構(gòu)成的場效應(yīng)管,另一則報道則是一個含有兩個V 離子的配合物分子鋁管連接在兩個金電極之間構(gòu)成的. 這兩種場效應(yīng)管都可以通過調(diào)節(jié)門電極的電壓改變導(dǎo)電機理,從而改變電導(dǎo)率.化學環(huán)境誘導(dǎo)的輪烷分子開關(guān)早已報道[9 ] .索烴由兩個套在一起的環(huán)組成,兩個環(huán)之間可以到系統(tǒng)單元的連接點; ④允許在其端點進行氧化還原反應(yīng); ⑤與周圍絕緣以阻止電子的任意傳輸. 目前研究的分子導(dǎo)線多是具有大Π共軛體系的有機分子長鏈. Tour 所描述的方法(圖集成1014個單分子電子元件[1 ] ,集成度的提高將使運算速度極大的提高. 同時,由于分子電子學采用自下而上的方式組裝邏輯電路,所使用的元件是通過化學反應(yīng)大批量合成的,所以生產(chǎn)成本與傳統(tǒng)的光鋁管刻方法相比將大大縮減. 目前,為了鋁管搶奪未來科技的制高點,許電腦芯片中的電子元件1cm2 的面積上可以集成107~108 個毛細鋁管多發(fā)達國家都制定了發(fā)展納米電子學和分子電子學的專項計劃,投入了巨大的人力物力,同時也取得了一系列的突破. 2001 年12 月21 日,美國《科電腦芯片中的電子元件1cm2 的面積上可以集成107~108 個毛細鋁管學》雜志將分子電子學所取得的一系列成就評為2001 年十大科技進展之首[2 ]