[IntelligentThings]新型分子晶体管可以控制单个电子

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德国,日本以及美国的研究人员已经创造了一个种微小，可信赖的晶体管集成电路，由单分子以及十几个额外的原子组成。晶体管据说工作十分精密，它可以控制单个电子的流动，为下一代纳米材料以及小型化的电子铺设了道路。

为了使我们的电子变成更加的有力而强大，重要的是单晶体管，细小的开关，组成了他们，变得越来越小。然而，有一个限制，关于多少我们目前可以使用的基于半导体的晶体管可以缩小。单个的半导体的原子，差不多半纳米大小，意味着，在现代的电子，开关的终端只有被差不多30个原子操作。一旦数目下降到个位数，这些晶体管将变得不可操作，因为量子力学开始妨碍，电子自发的从开关的一端跳到另外一个端，不论开关打开或者关闭了没有。

微小的分子晶体管比我们电脑的里的那种要小很多（只有两纳米那么大）已经制造好了，但是研究人员目前面临的问题是找到一种可以可靠控制他们的方式。这并不容易完成，因为分子晶体管通常很小，所以他们的开关状态取决于单个电子的位置。

现在，PDI固体电子学研究所，柏林自由大学，日本电报电话公司基础研究实验室，以及美国海军研究实验室，已经构造了一个分子晶体管，它据说可以被精细的控制，这个标志着一个向着高级小型化的电子学迈出了重要的一步。

今天的晶体管的构造使用了一个顶部向下的策略，块状硅被逐渐的侵蚀成为期望的图样。一个分子晶体管，然而，必须使用从下往上的策略构建，通过在化学实验室一个一个的集成原子。尽管这个听上去可能很不寻常以及极端的费劲，它也十分的精确以及是可再生的过程，有潜力以后构造更加可靠的晶体管，尽管他们的尺寸很小。

研究人员Stefan Fölsch和团队使用一种高度稳定扫描的穿隧式显微镜（STM）。设备通过砷化铟晶体以及放置12个铟 原子在一个六角形的形状上，中间有一个酞菁分子。

像研究人员解释的那样，中间的分析仅仅是弱邦定到一个透明的表面下方，并且这意味着，显微镜的尖端离分子距离十分的近，并且一个电压被应用，单电子可以在透明表面和显微镜的尖端之间打开隧道。在分子周围积极的充电原子向一个晶体管的门一样工作，校正电子流向以及导向一个机能和信赖的分子晶体管。

一个观察到的不寻常的事实就是分子适应自身，在不同的方向，取决于他的电荷状态，以及，轮流的，电子的方向有一个强效应，关于电子流过分子。

研究人员现在正在尝试更好的理解这个现象以及分子取向和导电性之间的联系。如果充分利用，这个知识可以帮助我们，通过对于电子十分精准的控制，构造一个纳米结构，从而带来新型高性能半导体和纳米材料。

这个发现出现在上个月的自然物理杂志的期刊上。

[文章来源于gizmag.com,IntelligentThings编译]