美研發(fā)出測量納米級材料相互作用的探針

本報華盛頓11月17日電（記者毛黎）美國加州大學洛杉磯分校17日表示，該校納米系統(tǒng)科學主任保羅·維斯領導的研究小組開發(fā)出了研究納米級材料相互作用的工具——雙掃描隧道顯微和微波頻率探針，可用于測量單個分子和接觸基片表面的相互作用。

過去50年中，電子工業(yè)界努力遵循著摩爾定律：每兩年集成電路上晶體管的尺寸將縮小大約50%。隨著電子產品尺寸的不斷縮小，目前已到了需要制作納米級晶體管才能繼續(xù)保持摩爾定律正確性的地步。

由于納米級材料和大尺寸材料所展現的特性存在差異，因此人們需要開發(fā)新的技術來探索和認識納米級材料的新特征。然而，研究人員在研發(fā)納米級電子元器件方面遇到的障礙是，人們沒有相應的能力去觀察如此小尺寸材料的特性。

元器件間的連接是納米級電子產品至關重要的部分。就分子設備而言，分子極化性測量的范圍涉及到電子與單個分子接觸的相互作用。極化性測量有兩個重要方面，它們分別是接觸表面以次納米分辨率精度進行測量的能力，以及認識和控制分子開關兩個狀態(tài)的能力。

為測量單個分子的極化性，研究小組研發(fā)出能夠同時進行掃描隧道顯微鏡測量和微波異頻測量的探針。借助探針的微波異頻測探，研究人員將能確定單個分子開關在基片上的位置，即使開關處于“關”的狀態(tài)也不例外。在開關定位后，研究人員便可利用掃描隧道顯微鏡變換開關的狀態(tài)，并測量每個狀態(tài)下單分子和基片之間的相互作用。

維斯說，新開發(fā)的探針能夠獲取單分子和基片之間物理、化學和電子相互作用以及相互接觸的數據。維斯同時還是著名的化學和生化以及材料科學和工程教授。參與研究工作的還有美國西北大學的理論化學家馬克·瑞特奈和萊斯大學合成化學家詹姆斯·圖爾。

據悉，研究小組新的測量探針所提供的信息集中在電子產品的極限范圍，而不是針對要生產的產品。此外，由于探針有能力提供多參數的測量，它有可能被研究人員用來鑒定復雜生物分子的子分子結構。

(科技日報)