单分子开关由光开关

研究人员制造了一种光开关，它只包含一个光敏分子，它的导电性可以由光打开和关闭。¹随着进一步的发展，该装置可能在太阳能收集和光传感应用方面具有潜力。它也可能在生物医学电子学和光逻辑中有用，在这些领域中，光可以取代电信号来传输信息。

在不断追求电子微型化的过程中，一个雄心勃勃的前沿领域——分子电子学——涉及到用单个分子构建电子电路和器件。几个小组已经研究了单分子开关。二芳基乙烯既可以以导电的封闭形式存在，也可以以绝缘体的开放形式存在。自由分子在吸收可见光子时打开，在吸收紫外线时关闭。原则上，这允许一个光敏开关。

然而，在2003年，荷兰格罗宁根大学的研究人员在金电极之间安装了单分子二芳乙烯，他们发现，即使可见光可以关闭开关，紫外线也不能打开开关。²相反，使用碳纳米管或石墨烯电极的研究人员随后报告说，开关被卡在“开”位置。^3.这些问题被归结为电极和稳定一种状态的分子之间的相互作用，防止分子切换。

使用另一个小组的理论分析，由雪峰郭他计算出，在每个石墨烯电极和二芳烯分子之间插入三个亚甲基，可以减少电子云之间的相互作用，尽管分子在任何一种构型中都是稳定的，但它仍然可以被光开关。他们结合使用化学气相沉积、电子束光刻和其他技术制造了46个这样的器件。“所有的设备都显示出可逆的开关特性，”郭说。它们在一年多的时间里都很稳定，可以持续开关100多次。研究人员目前正在详细研究这种可切换的量子效应。郭的同事说:“例如，我们也有兴趣看看是否可以结合几种不同的分子来进行多级切换。红旗徐．

“在许多情况下，分子连接的寿命只有几分钟、几小时，幸运的情况下甚至是几天，但不会更长，”他说Ioan Baldea德国海德堡大学教授，他没有参与这项研究。“事实上，他们在这里的开关稳定了一年，这太棒了!”我不能说哪个领域的影响会最大，但我肯定会有影响。