研究人员从单分子开发电子开关

根据该大学的一份声明，这种单分子元素的结合可以使电子产品更小、更快、更节能。这项研究结果由WM Keck基金会提供了100万美元的资助，发表在11月14日的《科学》杂志网络版上纳米快报．

“这种新的开关优于现有的单分子概念，”肯尼斯·P·迪特里希艺术与科学学院首席研究员、物理与化学教授、皮特大学彼得森纳米科学与工程研究所(PINSE)联合主任Hrvoje Petek说。“我们正在学习如何将电子电路元件减少到单分子，以实现新一代增强和更可持续的技术。”

这个开关是通过一个由三个金属原子组成的三角形簇的旋转实验发现的，这个三角形簇由一个氮原子连接在一起，这个氮原子被封闭在一个由碳原子组成的笼子里。

Petek和他的团队发现，包裹在空心碳笼中的金属团簇可以在电子的刺激下在几个结构之间旋转。这种旋转改变了分子传导电流的能力，从而在不改变碳笼球形的情况下在多种逻辑状态之间切换。Petek说，这个概念还可以保护分子，使其在不受外界化学物质影响的情况下发挥作用。

由于其恒定的球形形状，原型分子开关可以作为一纳米大小的原子状构建块集成到大规模并行计算架构中。

该原型是用Sc3N@C80分子进行演示的，该分子夹在两个电极之间，电极由原子平面的氧化铜衬底和原子尖的钨尖组成。通过施加电压脉冲，等边三角形Sc3N可以在六种逻辑状态之间可预测地旋转。

这项研究由Petek领导，与德国德累斯顿莱布尼茨固体研究所的化学家和合肥中国科学技术大学的理论家合作。