Only Perception: 單一聚合物鏈成為分子導線

2009-03-03

單一聚合物鏈成為分子導線

Single polymer chains as molecular wires
http://www.physorg.com/news154965885.html

February 27th, 2009

Leonhard Grill 在（德國） Freie Universitat Berlin 的研究團隊 -- 在與來自（德國）Humboldt University of Berlin 的 Stefan Hecht 合成化學小組與（法國）Toulouse，CEMES-CNRS institute 的 Christian Joachim 的理論物理學小組的合作下 -- 已成功從金表面提起單一聚合物，類似於鏈狀物，並且在此過程中測量它們的電子與力學特性。

科學家們將某股聚合物的一端與一金屬尖端相接觸，從而在拖曳過程中，於超長距離下感應出一道通過單一分子導線的電流。這些結果發表在最近一期的 Science 上。

在奈米尺度下建造電子迴路是奈米科技中一項重要的願景。這種神奇裝置的發展（那將革新許多應用），需要分子的「纜線」以及對這麼小的導線進行輸電有詳細的理解。因此，測定通過單一分子導線的電流是必要的，那與兩電極相接觸，成為其長度的功能之一。迄今，只有相對較短的、具有固定長度的導線被研究過，而且絕大部份的研究是基於統計學的測量，致使無法對對單一導線進行確切的特性描述。

將金表面上之單一種分子與一聚合鏈狀物連接，建構出這種分子導線。當此鏈狀物的某一端與（金屬）尖端接觸時，另一端依然待在金屬表面上，而兩電極（尖端與表面）之間的距離，在拖拉聚合物期間會一直不斷改變。利用這種方法，那有可能是首度透過單一聚合物、在長達 20 奈米以上的不同長度下，測量電荷轉移。這些實驗對於單一聚合物的電氣特性，同時也對力學特性，提供深刻的理解，在拖拉的過程中，在這條鏈狀物的另一個鏈狀物單位自表面分離後，其表現猶如肉眼可見的鏈條。

在單一分子導線層級上的輸電，對於分子奈米技術的任何電子學應用相當重要。此研究或許率先描繪電導（electrical conductance）在分子導線長度上的相依性，及其力學特性。在未來，利用這種方法，當有可能根據應用最佳化分子導線。

※ 相關報導：

＊ Conductance of a Single Conjugated Polymer as a Continuous Function of Its Length
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;323/5918/1193

Leif Lafferentz, Francisco Ample, Hao Yu, Stefan Hecht,
Christian Joachim, Leonhard Grill
Science 27 February 2009: Vol. 323. no. 5918, pp. 1193 - 1197
DOI: 10.1126/science.1168255