东京理工大学 东京理工大学实验室的博士生原岛孝(右)和副教授西野友明(左)
信用:原岛孝纪，日野友明 东京理工大学和筑波大学的科学家证明，聚合物在制造单摩尔分子电子器件中可以发挥关键作用，使我们能够推动纳米电子革命的边界
我们今天所拥有的电子设备最引人注目的一个方面是它们的尺寸和部件的尺寸
推动电子元件制造的极限是全世界电子领域的主要研究课题之一，这是有充分理由的
例如，使用纳米电子学对难以置信的小电流进行精确操作，不仅可以改善电子学的电流限制，还可以赋予它们新的功能
那么，兔子洞在小型化领域到底走了多远？由东京理工大学(东京理工大学)科学学院副教授西野友明领导的研究小组正在探索这个问题的深度；换句话说，他们正在研究单分子设备
西野解释说:“分子电子学有望实现最终的小型化，利用单个分子作为功能元件。”
然而，正如人们所预料的那样，用一个分子制造电子元件并不是一件容易的事情
由单个分子组成的功能器件很难制造
此外，涉及它们的结(“电接触点”)具有短的寿命，这使得它们的应用变得困难
基于以前的工作，研究小组推断形成聚合物的长链单体(单分子)会比小分子产生更好的结果
为了证明这一想法，他们采用了一种叫做扫描隧道显微镜(STM)的技术，在这种技术中，一个以单个原子为末端的金属尖端被用来测量极小的电流及其波动，当尖端在目标表面与一个或多个原子形成结时，就会发生这种波动
通过扫描隧道显微镜，研究小组创建了由尖端和一种叫做聚(乙烯基吡啶)的聚合物或它的单体对应物4，4’-三甲基二吡啶组成的连接，这种聚合物可以被认为是聚合物的组成部分之一
通过测量这些结的导电特性，研究人员试图证明聚合物可以用于制造单分子器件
然而，为了进行他们的分析，该团队首先必须设计一种算法，允许他们从扫描隧道显微镜测量的电流信号中提取他们感兴趣的量
简而言之，他们的算法允许他们自动检测和计算从尖端和目标表面随时间测量的电流信号中的小平台；平台表明在尖端和表面上的单个分子之间形成了稳定的导电结
使用这种方法，研究小组分析了用聚合物和它的单体对应物产生的连接的结果
他们发现这种聚合物作为电子元件的性能比单体好得多
“结形成的概率，对于未来的实际应用来说是最重要的特性之一，对于聚合物结来说要高得多，”西野说
此外，发现这些结的寿命更长，并且流过聚合物结的电流比单体结更稳定和可预测(偏差更小)
研究小组展示的结果揭示了聚合物作为未来电子器件小型化的构件的潜力
它们是推动可达到的物理极限的关键吗？希望时间会很快证明
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