一种新型分子线——由硅和氧的重复单元构成——已被发现表现出有史以来记录的最高电阻,使其成为分子电路的理想绝缘体。
为了使纳米级电子技术取得进展,它既需要导体也需要绝缘体。传统上,大多数研究都集中在开发越来越高效的导体上。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。
分子线的电导率(每根分子线只有一个分子厚,长度达 20 埃)是使用基于扫描隧道显微镜的断裂结法测定的。当与典型的分子绝缘体烷烃和相同长度的硅烷相比时,发现硅氧烷线的电导率低于两者。
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含有硅-氧键的有机分子材料已被发现具有良好的介电性能,并且据认为,最高占据分子轨道 (HOMO) 和最低未占据分子轨道 (LUMO) 之间的能隙至少部分是造成硅氧烷缺乏电导率的原因。计算出的 HOMO-LUMO 能隙已被发现基本上与长度无关,表明分子骨架上的电子耦合较弱。这促进了电荷局域化,从而使其具有优异的绝缘性能。