硅氧烷分子线可能是纳米级电子设备的方便组件
一种由硅和氧的重复单元形成的新型分子线被发现具有有史以来最大的电阻,使它们成为分子电路的理想绝缘体。
为了实现纳米电子技术的发展,它需要导体和绝缘体。传统上,大多数研究都集中在日益高效导体的开发上。然而,来自丹麦和美国的研究人员已经成功开发出迄今为止绝缘性最强的纳米级材料——硅氧烷线。
使用基于扫描隧道显微镜的断裂结方法测定了分子导线的电导,每根导线都是单分子厚,长度可达20Å。当与典型分子绝缘体烷烃和相同长度的硅烷相比时,发现硅氧烷导线的电导比两者都低。
含有硅氧键的有机分子材料已经被发现具有很好的介电性能,并且人们认为最高占据分子轨道(HOMO)和最低占据分子轨道(LUMO)之间的间隙至少是硅氧烷缺乏电导的部分原因。计算得到的HOMO-LUMO间隙基本上与长度无关,这表明分子骨架上存在弱电子耦合。这促进了电荷定位,导致了它们优越的绝缘性能。
参考文献
L海兴出发,j。化学。Soc。, 2017, doi:10.1021 / jacs.7b05599
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