In een artikel dat in het komende nummer van nano , een groep onderzoekers van de Shenyang Jianzhu University in China heeft een overzicht gegeven van elektronische apparaten met één molecuul, inclusief moleculaire elektronische apparaten en elektrodetypes. Ze beschrijven ook toekomstige uitdagingen voor de ontwikkeling van elektronische apparaten op basis van enkele moleculen in de hoop meer experts uit andere gebieden aan te trekken om aan dit onderzoek deel te nemen.

Momenteel, traditionele elektronische apparaten op basis van halfgeleidermaterialen staan ​​voor grote uitdagingen, niet alleen technische en technologische beperkingen, maar ook belangrijke theoretische beperkingen. Met de snelle ontwikkeling van nanotechnologie en diepgaand onderzoek, onderzoekers hebben de afgelopen jaren vooruitgang geboekt in de theorie en praktijk van moleculaire elektronische apparaten

Moleculaire elektronische apparaten zijn apparaten die moleculen (inclusief biomoleculen) met bepaalde structuren en functies gebruiken om een ​​geordend systeem op moleculaire schaal of supramoleculaire schaal te bouwen. Ze maken gebruik van het kwantumeffect van elektronen om te werken, het gedrag van enkele elektronen regelen, en realiseer de functies van informatieopsporing, verwerken, verzending en opslag, zoals moleculaire diodes, moleculaire herinneringen, moleculaire draden, moleculaire veldeffecttransistoren en moleculaire schakelaars.

Als stabiel kwantumsysteem met overvloedige foto-elektrische eigenschappen, moleculen hebben veel elektronische transporteigenschappen die verschillen van halfgeleiderapparaten. Moleculaire elektronische apparaten hebben de volgende voordelen:(1) klein moleculair volume, die de integratie en verrichtingssnelheid kan verbeteren; (2) het selecteren van geschikte componenten en structuren kan de elektrische eigenschappen van moleculen op grote schaal veranderen; (3) moleculen zijn gemakkelijk te synthetiseren, en de vereiste structuur kan worden gevormd door een zelfassemblagemethode; en (4) de moleculaire schaal is op nanometerschaal en heeft voordelen in kosten, efficiëntie, en stroomverbruik.

Nu traditionele elektronische apparaten op basis van silicium steeds kleiner worden, de impact van kwantumeffecten begint zichtbaar te worden. Onderzoek naar moleculaire elektronica heeft belangrijke doorbraken opgeleverd. Onderzoekers vergroten hun begrip van kenmerken zoals potentiële thermo-elektrische effecten, nieuwe thermisch geïnduceerde spintransportfenomenen en negatieve differentiële weerstand, en geloof dat kleinere, in de toekomst zullen er uiteindelijk snellere en "koelere" hightech producten gerealiseerd worden.

Echter, huidig ​​onderzoek naar moleculaire apparaten is nog theoretisch, en er is nog veel werk aan de winkel op het gebied van de betrouwbaarheid van de fabricage van apparaten, experimentele herhaalbaarheid, en fabricagekosten. Daarom, het doel van deze review is om meer experts aan te trekken, wetenschappers en ingenieurs uit vakgebieden als scheikunde, natuurkunde en micro-elektronica om deel te nemen aan dit onderzoek, zodat moleculaire elektronische apparaten zo snel mogelijk realiteit kunnen worden.