以色列研制出納米級(jí)電路開(kāi)關(guān)

據(jù)魏茲曼研究院4月20日發(fā)布的消息，該院的材料科學(xué)家和化學(xué)家聯(lián)合已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中做出了一種新型微型電路開(kāi)關(guān)，這種由有機(jī)分子構(gòu)成的分子級(jí)開(kāi)關(guān)，可用于納米級(jí)的電子器件。

按照電流學(xué)原理，在電路電阻不變的情況下，如果電壓增加，那么電路中的電流將加大。但如果電路是負(fù)微分電阻(NDR)，電路中發(fā)生的情況正好與之相反，即電流隨著電壓的逐步加大而減弱，直至消失。但是直至今日，研究人員只能在超低溫條件下做出分子級(jí)的NDR。

魏茲曼研究院材料系教授卡恒及其助手，通過(guò)對(duì)適用于納米級(jí)的NDR金屬線和碳基有機(jī)分子之間的聯(lián)系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，如果將有機(jī)分子和金屬導(dǎo)線用一種化學(xué)粘合劑粘合在一起，那么，在電壓不變的情況下，通過(guò)它們的電流將比不使用化學(xué)粘合劑而僅用物理方法粘合的增大許多倍。

根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，研究人員給化學(xué)粘合物施以不同電壓。當(dāng)電壓變高時(shí)，由于分子一端的表面原子逐步喪失與金屬線之間的化學(xué)粘合，導(dǎo)致電流下降。并且，一旦有機(jī)分子與金屬線的化學(xué)粘合斷裂，它們就將與金屬線徹底分離，難以再次回到與金屬線的化學(xué)粘合狀態(tài)。為解決這一問(wèn)題，研究人員在有機(jī)化學(xué)系專家的幫助下，為有機(jī)分子建造了一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴，創(chuàng)造一個(gè)弱吸引力，使之比較容易地被抓住。這樣，在分子離開(kāi)金屬線后，會(huì)被化學(xué)粘合劑再次抓住并與金屬線維持化學(xué)粘合狀態(tài)，保持NDR的特性。目前，他們已經(jīng)成功地在室溫狀態(tài)下讓分子級(jí)的NDR變得穩(wěn)定、可逆和可再生。

研究人員認(rèn)為，他們的這一研究成果可用于納米級(jí)的電子存儲(chǔ)器和電感應(yīng)開(kāi)關(guān)等，并且，他們的研究思路突出了化學(xué)在電子學(xué)小型化研究領(lǐng)域的作用，為今后化學(xué)家參與相關(guān)納米科學(xué)的研究開(kāi)辟了新途徑。