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单分子电子学:分子电子器件的尺寸极限研究取得新进展

发布日期:2018-12-14     浏览次数:818次    发布者:刘春英    

洪文景教授在我院的研究小组在研究有机分子电子器件的尺寸限制方面取得了重要进展。相关的研究结果发表在ChemPress的标题为“从隧道漏电流到单分子结中的分子隧穿的转变”(DOI:10.1016/j.chempr.2018.11.002)。

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几十年来,半导体行业一直遵循基于摩尔定律的发展蓝图,逐步提高集成电路芯片上晶体管的集成度和速度,并缩小器件尺寸。随着器件的特征尺寸缩小到亚尺度范围,由电极之间的隧穿效应引起的漏电流将成为限制器件进一步小型化的关键技术挑战,并且分子电子器件可能是可能的技术途径用于未来设备的小型化。其尺寸限制受到隧道漏电流的限制,已成为该技术未来发展中需要探索的关键问题之一。

为探索这一规模的极限,研究小组独立开发了基于机械可控裂解技术的飞安级电测和亚纳米位移控制灵敏度的科学仪器,并获得了一系列具有不同重复单元的寡妇这是世界上第一次。聚苯乙炔分子电导随电极间距的演变,发现随着电极间距的缩小,器件的电输运逐渐由分子器件电流主导,以隧道漏电流为主。对于本研究中尺寸最小的低聚苯乙炔分子器件,由隧穿漏电流引起的尺寸限制可小至0.66nm,这表明有机分子器件在未来电子器件的小型化中具有重要的应用潜力。

本研究是在Sabindong Micro-Nana研究所杨杨助理教授和英国杜伦大学Martin R. Bryce教授的指导下进行的。能源材料化学协同创新中心iChEM研究员刘俊阳博士是论文的第一作者,博士。学生郑玉婷,李瑞浩和研究生黄晓燕,唐永祥,皮九一,本科王飞等参加了研究工作。田中群教授,毛炳伟教授和史佳副教授为论文工作提供了重要指导。该项工作得到了科技部国家重点研究发展计划(2017YFA0204902),国家自然科学基金(21673195,21703188,21503179)和中国博士后科学基金(2017M622060)的支持。固体表面物理化学国家重点实验室。能源材料与化学协同创新中心的支持。

链接到该文件:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.11.002