单分子电子学的实验研究进展及未来10年展望:从器件到应用

单分子电子学的初衷是采用单个分子这种极致尺寸结构精确可控的材料作为电子器件的功能单元,以此来应对半导体器件尺寸的小型化进程.从第一次实验测试到单分子电导开始,单分子电子学经历了25年的发展,逐渐衍生出两条研究路线:一条是延续该领域的初心,通过采用单个分子构筑半导体器件,进而实现逻辑运算乃至分子计算芯片;另一条是开辟新的研究领域,采用单分子电子学技术作为单分子尺度物理化学过程的表征方法和研究工具.本文沿着单分子电子学的发展脉络,简述单分子电子学领域的重要研究进展,并对该领域未来发展趋势及所面临的挑战进行展望.     

单分子器件的高时间分辨电学表征研究进展

现代信息技术正处在飞速发展的阶段,这对电子器件提出了更高工作频率和更快运算速度的需求.尽管单分子电子学展现了将分子构筑成电子器件的潜力,但目前单分子电子学的研究大多只能在毫秒水平上进行,这样的时间尺度难以对单分子乃至表界面尺度上电荷、能量转移等瞬态过程进行有效观测;同时如果要满足信息技术对电子器件的高频、高速要求,对分...