Register geser molekuler yang dapat dikontrol oleh muatan eksternal
Electronics

Register geser molekuler yang dapat dikontrol oleh muatan eksternal


Dalam beberapa tahun terakhir, insinyur elektronik telah mencoba membuat elektronik skala molekuler, jenis perangkat baru yang menggunakan molekul tunggal. Namun, agar perangkat ini berfungsi, para ilmuwan pertama-tama perlu mengidentifikasi metode efektif untuk menyesuaikan sifat elektronik susunan molekul, yang sejauh ini terbukti cukup menantang.

Para peneliti di Lawrence Berkeley National Laboratory dan University of California-Berkeley (UC Berkeley) baru-baru ini memperkenalkan strategi desain untuk menyesuaikan pola muatan array molekul di dalam transistor efek medan graphene. Dalam makalah yang diterbitkan di Nature Electronics, mereka menyajikan register geser molekuler berdasarkan strategi ini, yang dibuat dengan memposisikan molekul organik pada perangkat berbasis graphene dengan tingkat presisi tinggi.

“Kami terinspirasi oleh kemungkinan membuat struktur nano molekuler fungsional,” kata Michael F. Crommie, profesor yang mengawasi penelitian tersebut, kepada TechXplore. “Tujuan utama kami adalah membuat mesin nano yang keadaannya dapat dengan mudah dikontrol oleh sinyal eksternal, seperti tegangan gerbang yang diterapkan. Salah satu cara untuk membangun struktur nano fungsional tersebut adalah dengan memanfaatkan perakitan mandiri molekuler untuk membuat susunan bolak-balik yang diisi / tidak diisi. molekul, meniru beberapa aspek tentang bagaimana register geser menyimpan dan memanipulasi informasi. “

Register geser molekuler yang dibuat oleh Hsin-Zon Tsai dan rekan-rekannya dibuat dengan memposisikan F organik secara tepat4Molekul TCNQ pada perangkat graphene, menggunakan apa yang dikenal sebagai proses perakitan mandiri “edge-templated”. Pada dasarnya, perangkat bekerja dengan mengisi molekul yang diatur dalam sebuah array, melalui gerbang belakang elektrostatis. Pada tegangan gerbang tertentu, ini memungkinkan produksi pola muatan bolak-balik di antara molekul (yaitu, mengisi setiap molekul lain dalam sebuah array).

“Kami menemukan bahwa memanipulasi molekul ujung menyebabkan status muatan semua molekul berbalik, menghasilkan kaskade ke seluruh larik yang menggeser seluruh pola muatan oleh satu molekul,” jelas Tsai. “Perangkat kami unik karena terbuat dari molekul organik, yang fitur dan fungsinya dapat disesuaikan dengan teknik canggih sintesis organik modern.”

Register geser molekuler yang dapat dikontrol oleh muatan eksternal

Gambar 3D register geser molekuler para peneliti. Kredit: Tsai et al.

Studi terbaru oleh Tsai dan rekan-rekannya menunjukkan bagaimana proses perakitan mandiri dan interaksi Coulomb antara komponen molekul bermuatan dapat dimanfaatkan untuk menciptakan struktur nano yang efisien. Konfigurasi muatan dari susunan molekul yang mereka rangkai dapat dialihkan di antara keadaan muatan yang berbeda, cukup dengan menyetel level graphene Fermi melalui elektroda gerbang belakang.

“Orang dapat membayangkan bagaimana komponen elektronik fundamental lainnya, seperti gerbang logika, dapat dibangun dengan perakitan sendiri, menggunakan status muatan molekul sebagai bit logis,” kata Crommie. “Salah satu tantangannya adalah membangun dan menyelaraskan pembacaan skala nano untuk mengakses status muatan molekul. Meskipun hal ini cukup sulit pada skala nano, kami yakin bahwa perakitan mandiri akan kembali terbukti menjadi alat yang berguna untuk mencapai hal ini.”

Di masa depan, sistem molekuler yang dipelajari oleh tim peneliti ini dapat menginformasikan pembuatan perangkat elektronik lain berdasarkan struktur nano molekuler. Sementara itu, Tsai dan rekan-rekannya berencana untuk melakukan studi lebih lanjut yang bertujuan untuk menciptakan struktur nano yang lebih besar dan lebih canggih yang dapat melakukan tugas-tugas yang lebih kompleks, seperti mesin nano elektro-mekanis.

“Satu pertanyaan yang sangat menarik tentang dunia skala nano adalah bagaimana gaya dan momentum ditransmisikan dari elektron, yang dijelaskan oleh mekanika kuantum, ke objek yang lebih besar seperti atom atau molekul, yang lebih klasik,” Franklin Liou, salah satu peneliti yang membawa keluar dari proyek, kata. “Kami berencana untuk menjawab pertanyaan ini dengan memanipulasi elektron dalam graphene melalui gerbang arus atau elektrostatis dan kemudian mengukur respon mekanis yang dihasilkan dari atom dan molekul yang teradsorpsi dengan mikroskop skala atom.”


Memori ikatan graphene-adsorbate van der Waals menginspirasi sensor graphene ‘pintar’


Informasi lebih lanjut:
Register geser molekuler dibuat menggunakan pola muatan yang dapat diatur dalam susunan molekul satu dimensi pada graphene. Nature Electronics(2020). DOI: 10.1038 / s41928-020-00479-4

© 2020 Science X Network

Kutipan: Register pergeseran molekuler yang dapat dikontrol oleh muatan eksternal (2020, 6 November) diambil pada 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-molecular-shift-register-external.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Hongkong