[ 返回 EurekAlert! 中文 ] 公开发布日期: 2009年12月24日
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联系人: Suzanne Taylor Muzzin
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耶鲁大学

科学家们创造了世界上首个分子晶体管

康涅狄格州,纽黑文市 一 组科学家已经成功创造了以单个分子制造的首个晶体管。由耶鲁大学和韩国 Gwangju 科技学院的研究人员组成的这一小组,在《自然》杂志 12 月份第 24 期上发表了他们的发现。

包括耶鲁大学的工程和应用科学系的哈罗德•霍奇金森 (Harold Hodgkinson) 教授 Mark Reed 在内的这个小组表示,附着在黄金触点上的苯分子能够产生像硅晶体管一样的作用。

研究者们利用通过触点施加在苯分子上的电压就能操纵该分子的不同能态。通过对能态的操纵,科学家能够控制流经该分子的电流。

“这就像把一个球向山上滚动并越过山顶,球在其中就代表电流而山的高度就表示该分子的不同能态,”Reed 表示。“我们能够调整山的高度,使它在处于低位的时候允许电流通过,而在高的时候则阻止电流的通过。”该小组通过这样的方式就能和使用普通晶体管非常相似的方式来使用这个分子。

这项工作是以 Reed 先前在 1990 年代的研究工作为基础的,该项研究证明单独的分子会被陷住在不同的电流触点之间。从那时开始,他就和耶鲁大学当时的博士后研究助理,现为韩国 Gwangju 科技学院教授的 Takhee Lee 合作,并在这几年中开发出更多技术,使他们能“看见”在分子等级上发生的事情。

要能够在如此微小的范围内制造电流触点、确定有待使用的理想分子、搞清楚安放这些分子的位置以及如何将它们连接到触点等等都是这一发现的关键所在。“我们多年来在技术上已经取得了长足的进步和深刻的理解,正是以这些为基础才使这一成果得以实现,”Reed 说道。

在计算机电路内使用分子是非常有意思的事情,因为传统的晶体管在如此微观的情况下是无法实现的。但是 Reed 强调说这绝对是科学上的突破,而像更小和更快的“分子计算机”这样的实际应用 - 即使真的可以实现 – 也将是几十年以后的事。

“我们并非即将创建下一代的集成电路,”他说。“但是在多年的推进工作以后,我们毕竟完成了为时十年的探索并且证明分子是能够像晶体管一样运作的。”

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论文的其他作者包括 Hyunwook Song 和 Yun Hee Jang (Gwangju 科技学院);以及Youngsang Kim 和 Heejun Jeong (汉阳大学)。

引用: 10.1038/《自然》08639



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