耶鲁大学 信用:Pixabay/CC0公共域 一组研究人员首次展示了单分子驻极体——一种可能是分子计算机关键之一的设备
较小的电子设备对于开发更先进的计算机和其他设备至关重要
这推动了该领域寻找用分子取代硅片的方法，这一努力包括创建单分子驻极体——一种可以作为极小型非易失性存储设备平台的开关设备
然而，因为这种装置看起来是如此不稳定，该领域的许多人想知道它是否可能存在
与南京大学、人民大学、厦门大学和伦斯勒理工学院的同事一起，电子工程和应用物理学教授马克·里德展示了一种具有功能记忆的单分子驻极体
该结果于10月10日公布
自然纳米技术12
大多数驻极体是由压电材料制成的，比如那些在扬声器中产生声音的材料
在驻极体中，所有的偶极子——成对的相反电荷——自发地向同一个方向排列
通过施加电场，它们的方向可以颠倒
“问题一直是你能把这些驻极体做得多小，它们本质上是记忆存储设备，”里德说
研究人员将钆(Gd)原子插入碳巴基球中，这是一种32面分子，也称为巴基球富勒烯
当研究人员将这种结构(Gd@C82)放入晶体管型结构中时，他们观察到了单电子输运，并利用这一点来理解它的能量状态
然而，真正的突破是他们发现可以利用电场将能量状态从一种稳定状态转换到另一种稳定状态
里德说:“现在的情况是，这个分子表现得好像有两种稳定的极化状态。”
他补充说，该团队进行了各种实验，测量了施加电场时的传输特性，并来回切换状态
“我们展示了我们可以对它进行记忆——读、写、读、写，”他说
里德强调，目前的设备结构并不适合任何应用，但证明了背后的科学是可能的
“重要的是，这表明你可以在一个分子中创造两种状态，这两种状态会导致自发极化和两种可转换状态，”他说
“这可以给人们一些想法，也许你可以把记忆缩小到单分子水平
现在我们明白我们可以做到这一点，我们可以继续用它做更多有趣的事情
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