Foto: © makaule / Dollar Photo Club

Krok k molekulárním obvodům

Připojení molekuly ke zdrojové a odtokové elektrodě se uskutečňuje pomocí chemických vazeb vytvořených mezi propojovacími funkčními skupinami na molekule (linkery) a atomy zlatých elektrod.

Vědci na celém světě zkoumají součástky stále menších, prakticky molekulárních rozměrů. Mezinárodní tým z Fyzikálního ústavu AV ČR a Tokijského technologického institutu nyní vyvinul novou metodu, která přispěje k miniaturizaci elektrických obvodů v elektronice. Svůj objev publikovali v prestižním vědeckém časopisu Chemical Science.

Při zkoumání vlastností molekul potenciálně využitelných v miniaturních obvodech vědci narážejí na řadu problémů. Jedním z nich je porozumění konfiguraci kontaktů molekul s kovovými povrchy elektrod, která ovlivňuje důležité vlastnosti spojů, např. vodivost. Mezinárodnímu týmu, který vznikl ze spolupráce Fyzikálního ústavu AV ČR a Tokijského technologického institutu (Tokyo Institute of Technology), se podařilo významně přispět k odstranění této překážky.

„Nová metoda umožní kontrolovat geometrii přechodu mezi kovovými elektrodami a molekulou. Učinili jsme tak krok k překonání jednoho z hlavních úskalí při realizaci stabilních a reprodukovatelných molekulárních obvodů,“ říká vedoucí českého týmu z oddělení tenkých vrstev a nanostruktur Fyzikálního ústavu Héctor Vázquez. „Úspěchu jsme dosáhli ve spolupráci s japonskými kolegy, jejichž měření jsme s využitím numerických simulací ztotožnili s konkrétními typy vazby. Právě kombinace různých technik je základem úspěšné nové metody.“

Připojení molekuly ke zdrojové a odtokové elektrodě se uskutečňuje pomocí chemických vazeb vytvořených mezi propojovacími funkčními skupinami na molekule (linkery) a atomy zlatých elektrod. Vlastnosti spoje (včetně důležité vodivosti) jsou ovšem silně ovlivněny detaily geometrie vazby. Obzvlášť významné je ovlivnění v případě nejčastěji používaných linkerů obsahujících síru.

Tato geometrie se však rychle mění za podmínek, ve kterých jsou experimenty nejčastěji prováděny – v roztoku nebo za přístupu vzduchu a při pokojové teplotě – a nemůže být snadno detekována. Změny geometrie pak způsobují řádové (až o dva řády) změny ve vodivosti spoje a výrazně tak ztěžují studium vhodnosti molekul pro použití v mikroelektronice.

Skupina Manabu Kiguchiho z Tokijského technologického institutu uskutečnila souběžná měření povrchem zesíleného Ramanova rozptylu a voltampérové charakteristiky. Skupina Héctora Vázqueze na Fyzikálním ústavu provedla počítačové modelování založené na tzv. teorii funkcionálu hustoty (DFT). Změny vodivosti a Ramanových frekvencí charakteristických pro molekulu, změřené experimentálně, tak byly pomocí simulací přiřazeny k jednotlivým prostorovým konfiguracím. Přivedením malého napětí se vědcům podařilo také vyvolat přesuny mezi různými vazebnými místy.

Založeno na článku „Identifying the molecular adsorption site of a single molecule junction through combined Raman and conductance studies“, zveřejněném v Chemical Science, Issue 25, 2019. Autoři studie: Satoshi Kaneko1, Enrique Montes2, Sho Suzuki1, Shintaro Fujii1, Tomoaki Nishino1, Kazuhito Tsukagoshi3, Katsuyoshi Ikeda4, Hideaki Kano5, Hisao Nakamura6, Héctor Vázquez2 and Manabu Kiguchi1

tisková zpráva Fyzikálního ústavu AV ČR

Anatomie kosmického racka

Přehlídkový dalekohled ESO/VST zachytil detaily mlhoviny Sharpless 2-296. Působivá kolekce slabých, ale barevných kosmických objektů …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close