纳米级电路的新突破

罗切斯特大学(University of Rochester)化学工程助理教授谢斯托帕洛夫(Alexander Shestopalov)说，到目前为止，科学家还无法可靠地将电荷从一个分子转移到另一个分子。“但这正是我们在处理一到两个分子薄的电子电路时所需要做的。”

根据该大学的说法，舍斯托帕洛夫研究的是一个有机发光二极管(OLED)，该二极管由一个微小而简单的电路供电，他在正极和负极之间连接了一分子薄的有机材料片。

研究出版物表明，在如此薄的电路中，很难控制从一个电极到另一个电极的电流。Shestopalov在发表于高级材料接口通过添加第二层惰性分子来克服这个问题。

惰性层是由有机分子的直链构成的。在上面一层芳香(环状)分子就像导线一样传导电子电荷。实际上，惰性层的作用就像电线上的塑料外壳一样，将带电的电线与周围环境隔离开来。由于底层不能与重叠层发生反应，因此元件的电子特性仅在顶层内确定。

双层结构也使舍斯托帕洛夫能够微调他对电荷转移的控制。通过改变官能团——分子中取代氢的原子单位，并决定分子的特征化学反应性——他可以更精确地影响电流在电极和上层有机分子之间移动的速度。

在分子电子器件中，一些官能团加速电荷转移，而另一些官能团则减慢电荷转移。通过加入分子的惰性层，Shestopalov能够减少对顶层的干扰，因此，通过改变官能团，实现设备所需的精确电荷转移。

尽管舍斯托帕洛夫克服了一个重大障碍，但在双层分子电子器件成为现实之前，还有更多的工作要做。

舍斯托帕洛夫在一份声明中说:“我们开发的系统在高温下会迅速降解。”“我们需要的是能够持续使用多年的设备，而这需要时间来实现。

Shestopalov的研究得到了美国国家科学基金会和罗切斯特大学化学创业公司的资助。