用来组装和描绘分子尺度结构特性之方法已被发表

4October

2004

MITCHJACOBYPROBINGTHEUNSEEN1用來組裝和描繪分子尺度結構特性之方法已被發表。奈米尺度的電流近來隨著一對研究團隊發表在組裝及描繪分子特性的儀器之發展,而朝兩個方向前進。在這些研究的其中之一,研究員證明一新的振動光譜學技術,可被用來探測隱藏在分子接合介面的分子。在另一研究當中,科學家發明了一個在室溫下製造錯合物分子結構,並將那些分子放在原子尺度大小的表面上的方法。科學家試著以許多小分子去製作奈米形式的電子組成,與傳統的電子學組裝方法很快的都到達微小化的極限。2他們的目標是使今日的電路系統徹底地微小化,製作更快甚至更密集的電路組成。在明尼蘇達大學的化學系教授XiaoyangZhu和其已畢業的學生YongseokJun發展了一從隱藏在分子接合的分子紀錄紅外光譜的步驟。典型地,這些接合點是由限制分子在一對很精細的金屬電極之間所形成的。這組裝被用來探測受限制分子目前電壓的性質,但也提供少許有關這些分子的結構和構形的訊息。3從側面去看那個問題,明尼蘇達團隊將octadecyltrichlorosilane夾於兩層中間—並與mercaptohexadecanoicacid分離—在金電極和矽晶體的中間設計給減弱的全反射傅立葉轉換紅外光譜。[J.Am.Chem.Soc.]此研究團隊使半導體能夠當一IRwaveguide及電極的功能。是使用一輕微塗布的晶體或是以非常薄的金層覆蓋在晶體上。然後此團隊測量到頻率、強度、和光譜特徵形狀之改變,是由於金與分子接觸所造成。現在此團隊正在從事記錄,當電壓提供給樣品時之光譜變化的工作。4Figure.(Nottoscale)ATR-FTIRoftheburiedinterfaceatametal-molecule-silicontunneljunction.MCT:liquidnitrogencooledmercury-cadmium-telluridedetector.[J.Am.Chem.Soc.(2004)]5同時,在西北大學材料科學及工程部門的MarkC.Hersam,Rajiv

Basu,

和他們的同事使用一掃描穿遂的顯微鏡尖端,去放置tetramethylpiperidinyloxy(TEMPO)自由基,在覆蓋著氫的矽晶體上之一列矽原子雙聚物的兩端。然後他們從雙聚物的同一列移走單一的氫原子—因此暴露一個矽的懸盪鍵(一未飽和的外層)—並使晶體暴露於苯乙烯中。連續的室溫導致鍊狀的苯乙烯分子被一對TEMPO的分子束縛在兩端,而放在一精確且適當的位置。[Appl.Phys.Lett.,85,2619(2004)]2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy6FIG.(a)Topviewand(b)sideviewofamolecularmechanicsoptimizedrepresentationofaTEMPO–styreneheteromolecularnanostructure.Inthisschematic,achainofsixstyrenemoleculesisterminatedbyanindividualTEMPOmolecule.[Appl.Phys.Lett.,85,2619(2004)]

7FIG.1.(Color)UnoccupiedstatesUHVSTMimageofstyrenechainsontheSis100d-2