中国研制出全球最薄厚度的单分子电子器件，电子输运能力可调节
近日，厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室洪文晶教授研究团队，与英国兰卡斯特大学柯林·兰伯特院士团队合作，在室温下制备出了迄今为止世界上最薄的、厚度约为头发丝直径1/60000的单分子电子器件。该研究成果在线发表于国际期刊《科学·进展》上。
半导体被喻为国家的“工业粮食”，其中硅基微电子器件占据了主导地位，但硅基器件小型化正逐步逼近其物理极限。采用有机分子来构筑新型分子电子器件，是突破半导体器件小型化的重要潜在技术方案之一，有机分子器件小型化的尺寸极限就成为了该领域的重要基础科学问题。
厦门大学研究团队通过精确调控两片单层石墨烯电极间距，将单个平面有机分子连接在两片单层石墨烯电极之间，构筑了导电通道长度仅为单原子层厚度的超薄单分子电子器件，并精准表征了这一导电沟道长度仅有原子层厚度的超薄单分子电子器件的电子学性质。此外，他们还发现，通过对分子微小结构的精细调节，可以显著提升该电子器件的电子输运能力。虽然导电沟道长度远远小于传统的单分子电子器件（通常为二到五纳米）和硅基电子器件（通常为十到数十纳米），有机分子层的微小结构区别仍会对这类器件的电学性能产生数十倍的显著变化。
新型单分子电子器件构成示意图。图片来源：厦门大学
“这一仅超薄分子电子器件，展示了纳米尺度电子输运的独特量子隧穿特性，也充分体现了分子电子器件在未来半导体器件小型化领域的重要潜力。”洪文晶说。
电子元器件是电子元件和小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用；常指电器、无线电、仪表等工业的某些零件，是电容、晶体管、游丝、发条等电子器件的总称。常见的有二极管等。电子元器件包括：电阻、电容、电感、电位器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、印制电路板、集成电路、各类电路、压电、晶体、石英、陶瓷磁性材料、印刷电路用基材基板、电子功能工艺专用材料、电子胶（带）制品、电子化学材料及部品等。电子元器件在质量方面国际上有欧盟的ce认证，美国的ul认证，德国的vde和tuv以及中国的cqc认证等国内外认证，来保证元器件的合格。
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新型单分子电子器件构成示意图。图片来源：厦门大学
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