گروهي از محققان بين‌المللي، موفق به ارائه روشي جديد براي کنترل واکنش‌هاي شيميايي تک مولکولي شدند.

به گزارش سرويس فناوري ايسنا، هدف نهايي نانوفناوري الکترونيکي توليد قطعات الکترونيکي همچون ديودها، کليدها يا ترانزيستورها تنها با استفاده از يک مولکول منفرد است. براي بررسي ويژگي‌هاي الکتريکي يک مولکول منفرد، محققان بايد بتوانند ميان الکترودها و اين مولکول‌ها اتصال برقرار كنند و اين يک چالش بزرگ است.

با وجودي که تلاش‌هاي زيادي براي درک الکترونيک تک‌ مولکولي صورت گرفته است، هنوز توليد عملي يک مدار مجتمع تک‌ مولکولي امکان‌پذير نيست. يکي از مشکلات اين کار، نبود روش‌هاي مطمئن براي سيم‌کشي هر مولکول عاملي است.

«يوجي اوکاوا» يکي از محققان مرکز «نانومعماري مواد WPI» در ژاپن مي‌گويد: بيشتر کارهايي که قبلاً براي اتصال سيم‌هاي الکتريکي به هر مولکول عاملي انجام شده است، روي اتصال مستقيم الکترودهاي فلزي به مولکول‌هاي منفرد متمرکز بوده است. مشکل اصلي اين راهکار اين است که توليد ابزارهايي کوچکتر از ابزارهاي معمولي مبتني بر سيليکون دشوار است، زيرا الکترودهاي فلزي به احتمال زياد با استفاده از روش‌هاي ليتوگرافي معمولي توليد خواهند شد.

وي مي‌افزايد: بهترين روش براي کاهش عرض سيم‌ها تا حد عرض مولکول‌هاي منفرد، استفاده از پليمرهاي رساناي آلي به جاي الکترودهاي فلزي است. براي داشتن ويژگي‌هاي الکتريکي قابل اعتماد، ايجاد اتصال از طريق پيوند کوالانسي يک ضرورت به ‌شمار مي‌رود. با اين حال هيچ گزارشي در زمينه اتصال رضايت‌بخش مولکول‌هاي منفرد به پليمرهاي رسانا وجود ندارد.

حال، گروهي از محققان بين‌المللي به رهبري «اوکاوا» روش جديدي براي کنترل واکنش‌هاي شيميايي تک مولکولي (نوعي جوشکاري شيميايي) ارائه کرده‌اند.

«اوکاوا» توضيح مي‌دهد: حدود 10 سال قبل دريافتيم که با استفاده از نوک يک ميکروسکوپ تونلي روبشي مي‌توان واکنش پليمريزاسيون زنجيره‌اي مولکول دي‌استيلن را آغاز کرد. از آن جايي که لبه جلويي پليمريزاسيون زنجيره‌اي الزاماً حاوي يک جزء شيميايي فعال است، مشاهده کرديم که پليمر ايجاد شده به ‌صورت خودبه‌خودي با هر مولکول عامل‌داري که مواجه شود، پيوند برقرار مي‌کند.

محققان توانستند با استفاده از اين روش، نانوسيم‌هاي پليمري رسانا را به يک مولکول منفرد متصل کنند. اين کار در زمينه علوم پايه نيز يک پيشرفت بزرگ محسوب شده و روش جديدي در زمينه شيمي سنتزي تک‌ مولکولي روي يک بستر جامد به ‌شمار مي‌رود.

ساختار نهايي حاصل از اين کار، يک مولکول عاملي منفرد است که به يک پليمر رسانا به طول چندصد نانومتر وصل شده است. اين ساختار، ابزار ايده‌آلي براي مطالعه ويژگي‌هاي انتقال الکتريکي اتصالات آلي است.

جزئيات اين کار در «Journal of the American Chemical Society» منتشر شده است.

انتهاي پيام