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    厦门大学在基于量子干涉的单分子电子器件研究方面取得重要进展

    日期 2019-02-21   来源:化学科学部   作者:戴亚飞 高飞雪  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(批准号:21722305,21673195,21703188,21503179)资助下,厦门大学化学化工学院、固体物理表面物理化学国家重点实验室洪文晶教授课题组与上海电力大学陈文博教授、英国兰卡斯特大学Colin Lambert教授合作,在基于量子干涉效应的单分子电子器件研究中取得了重要进展。相关研究成果以“Anti-resonance Features of Destructive Quantum Interference in Single-molecule Thiophene Junctions Achieved by Electrochemical Gating”( 噻吩单分子结相消量子干涉效应中反共振输运的电化学调控)为题发表在国际著名期刊Nature Materials(《自然·材料》)上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41563-018-0265-4。

      基于单个有机分子来构筑电子器件为电子器件微型化提供了潜在技术方案。在单分子器件中,电子在通过单分子器件中不同电输运通路时由于存在相位差而将出现增强或相消量子干涉效应,是在纳米-亚纳米尺度电子输运的独特效应,为制备基于单分子尺度新奇量子效应的新型高性能电子器件提供了重要机遇。理性调控单分子电子器件的量子干涉效应为该领域未来发展的关键挑战之一。

      洪文晶教授课题组与陈文博教授、Colin Lambert教授合作发展了可集成电化学门控的单分子电子器件测试芯片技术和仪器方法,在实验和理论两个层面对具有相消量子干涉效应的噻吩衍生物分子器件的电输运过程进行了电化学调控研究,从而首次在室温下实现了对单分子电子器件中量子干涉效应的反共振现象的直接观测和调控。

      该项研究制备了基于量子干涉效应的单分子电化学晶体管器件,充分展示了电化学调控技术在未来有机信息材料和器件领域的重要应用潜力,也为设计和制备基于量子干涉效应的新型分子材料和器件提供了新思路。

    图1 电化学门控的单分子器件示意图

    图2 单分子电导随门电位变化趋势




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