总结：研究人员开发了一种制备单分子二极管的新技术，而且开发了超越二极管50倍的分子二极管。这种单分子二极管在纳米器件领域具有非常实际的用处。

 

来源：LathaVenkataraman, Columbia Engineering

在LathaVenkataraman的指引下，研究人员开发了一种制备单分子二极管的新技术，而且开发了超越二极管50倍的分子二极管。Venkataraman的研究小组开发的单分子二极管在纳米器件领域具有非常实际的用处。其论文发表在《自然纳米技术》杂志上。“我们制备的单分子二极管具有高的整流和高电流，建造单分子装置是很多纳米科学家的梦想，这个目标自从1974年Aviram和Ratner的开创性研究中提出以来，一直是电子装置的终极梦想。”

随着电子装置小型化的今天，分子电子装置对于解决当今的小型化问题至关重要，而单分子装置则代表着这一领域的极限。1974年Aviram和Ratner提出了单分子二极管的概念，研究人员一直努力致力于探索分子中的电荷转移性质。研究发现，当将单分子附着在金属电极上时，其具有很多特性，例如其可以作为电阻器、开关、晶体管和二极管等。

由于二极管相当于电阀，其结构并不对称，使得电流在两个方向上并不一样。“虽然这种不对称分子对于显示非常重要，但是它们的效率并不高。”Brian Capozzi说。“一个理想的二极管应当只允许电流在一个方向上流动，并且在这个方向上电流特别大。非对称分子二极管在两个方向上的电流都不高。在理想情况下，其电流应该非常高才行。”“为了克服这些困难，Venkataraman和Luis Campos以及effreyNeaton的研究小组致力于开发非对称分子异质结。他们采用了一种非常简单的方法来实现这一点—将活性分子置于离子溶液中，并使用不同尺寸的金属电极与这些分子接触。”

他们的研究结果表明，其整流率达到了250，差不多比之前的设计高出50倍。装置中的电流超过0.1 微安，其电流值非常大。而且由于这种技术非常容易实现，因此可以应用于不同纳米装置，包括石墨烯电极等。“通过使用化学和物理的概念来设计分子装置真的非常神奇。由于长度非常小，因此量子理论的影响对于装置来说非常重要。”Venkataraman说。她和她的团队如今致力于进一步理解该发现背后的物理本质，并且希望能通过新型分子系统来提高整流率。

新材料在线编译整理——翻译：杨超     校正：摩天轮