與第一次建立的半導體結構中的分子的電接觸

電路不斷按比例縮小并通過特定功能進行擴展。現在，一種新方法允許在傳統硅芯片上利用簡單分子建立電接觸。該技術有望帶來傳感器技術和醫學的進步，正如巴塞爾大學的化學家和來自Rüschlikon的IBM研究中心 - 蘇黎世的研究人員所發表的“ 自然 ”雜志所報道的那樣。

為了進一步發展半導體技術，分子電子學領域正在尋求從單個分子而不是硅制造電路元件。由于其獨特的電子特性，分子適用于使用傳統硅技術無法實現的應用。然而，這需要可靠且廉價的方法來在分子的兩端產生電接觸。

能夠生產數千種元素

來自巴塞爾大學和IBM研究中心 - 蘇黎世的研究人員現已開發出一種技術，可以建立與單個分子的電接觸。通過在分子上沉積納米顆粒薄膜，可以同時生產數千種穩定的金屬 - 分子 - 金屬組分，而不會損害分子的性質。使用烷烴 - 二硫醇化合物證明了這種方法，該化合物由碳，氫和硫組成。

研究人員使用了一種夾層結構，其中分子夾層從上方和下方與金屬電極接觸。下電極由一層鉑構成，其上涂有一層非導電材料。然后將微小的孔蝕刻到該層中以產生不同尺寸的任意圖案的隔室，在隔室內部與鉑電極電接觸。

自組裝單層膜

然后研究人員利用某些分子的自組裝能力。在孔的圖案上，他們使用含有烷二硫醇分子的溶液，其自組裝到孔中，形成致密堆積的單層膜。在該膜中，各個分子呈現規則排列并與下鉑電極電連接。通過由金納米顆粒制成的上電極建立與分子層的電接觸。

這項新技術在很大程度上解決了先前妨礙分子電接觸產生的問題 - 例如高接觸電阻或細絲穿透薄膜的短路。通過該方法制造的構件可以在標準條件下操作并提供長期穩定性。此外，該方法可以應用于各種其他分子系統，并開辟了將分子化合物整合到固態器件中的新途徑。其應用可能包括傳感器技術和醫學領域的新型儀器。

“我們的方法將有助于加速化學制造和可控電子和傳感器組件的開發，”巴塞爾大學化學系的Marcel Mayor教授說。該項目獲得了國家研究能力中心(NCCR)的分子系統工程的大量資金，其中巴塞爾大學和蘇黎世聯邦理工學院是領先的房屋。