采訪人員20日從廈門大學(xué)獲悉 ， 該校固體表面物理化學(xué)國家重點實驗室洪文晶團(tuán)隊和英國蘭卡斯特大學(xué)Colin Lambert教授、上海電力大學(xué)陳文博團(tuán)隊合作 ， 在國際上首次發(fā)現(xiàn)了在單分子電化學(xué)晶體管中電子的量子干涉效應(yīng) ， 在此基礎(chǔ)上制備出基于量子效應(yīng)的高性能單分子電化學(xué)晶體管 ， 為當(dāng)前計算機(jī)芯片突破硅基半導(dǎo)體器件物理極限提供一個全新思路 。 該研究成果日前在線發(fā)表于《自然·材料》期刊上 。
當(dāng)前 ， 功能電子器件的小型化已成為信息技術(shù)發(fā)展的重要趨勢 。 隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展 ， 集成電路芯片上晶體管的集成度越來越高 ， 尺寸越來越小 ， 芯片運行速度也越來越快 。 但是 ， 傳統(tǒng)的硅基晶體管的尺寸已達(dá)到瓶頸 ， 為進(jìn)一步減小晶體管尺寸 ， 基于單個有機(jī)分子來替代硅作為晶體管材料 ， 成為電子器件微型化潛在技術(shù)方案 。 而目前單分子晶體管的開關(guān)比普遍較低 ， 嚴(yán)重制約了器件的性能 。
【我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)單分子晶體管中電子的量子干涉效應(yīng)】據(jù)洪文晶教授介紹 ， 在單分子器件中 ， 電子在通過單分子器件中不同電輸運通路時 ， 由于存在相位差而出現(xiàn)增強(qiáng)或相消量子干涉效應(yīng) ， 這是在納米-亞納米尺度電子輸運的獨特效應(yīng) 。 在分子結(jié)構(gòu)相近的情況下 ， 具有相消量子干涉效應(yīng)的分子和不具有相消量子干涉效應(yīng)的分子相比 ， 其電子輸運能力可能有數(shù)量級的差異 。
該團(tuán)隊在研究中首次實現(xiàn)了可集成電化學(xué)門控的單分子電子器件測試芯片技術(shù)和科學(xué)儀器方法 ， 并在室溫下首次實現(xiàn)了對單分子電子器件中量子干涉效應(yīng)的反共振現(xiàn)象的直接觀測和調(diào)控 ， 得到了比傳統(tǒng)單分子晶體管開關(guān)比高出數(shù)十倍的單分子電化學(xué)晶體管 ， 對制備基于量子干涉效應(yīng)的新型分子材料和器件具有重要意義 。
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