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多年來，世界各地的工程師和科學(xué)家一直在嘗試制造更小更快的電子產(chǎn)品。但是，當(dāng)今設(shè)計所需的功率往往會使電路過熱并油炸。通常通過將二極管開關(guān)與存儲元件（稱為一個二極管一電阻器）串聯(lián)連接來構(gòu)建電路。但是這種方法需要整個器件上的大壓降，這會轉(zhuǎn)化為高功率，并且由于需要兩個獨立的電路元件而使電路的收縮幅度超過了特定點。許多團隊正在致力于將二極管和電阻器組合成一個器件。

這些一對一的分子開關(guān)是不錯的選擇，但它們也僅限于僅執(zhí)行一種功能，即使在那時，它們也經(jīng)常遇到各種問題，包括不穩(wěn)定的電壓變化和有限的使用壽命。

由新加坡國立大學(xué)的Christian Nijhuis帶領(lǐng)，由利默里克大學(xué)的Damien Thompson和中央佛羅里達(dá)大學(xué)的Enrique del Barco共同撰寫的國際團隊于6月1日在同行評審的《自然材料》雜志上詳細(xì)介紹了這一突破。。

該團隊創(chuàng)造了一種新型的分子開關(guān)，既可以用作二極管，也可以用作存儲元件。該設(shè)備的厚度為2納米，單個分子的長度（比頭發(fā)的寬度小10,000倍），并且僅需要小于1伏的低驅(qū)動電壓。

量子物理學(xué)專業(yè)的教授德爾·巴科（Del Barco）說：“該社區(qū)在分子水平上鑒定新型電子設(shè)備應(yīng)用方面正在迅速發(fā)展。” “這項工作可能有助于加快涉及人工突觸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)的開發(fā)。”

專門研究化學(xué)的Nijhuis領(lǐng)導(dǎo)團隊。利默里克大學(xué)的Damien Thompson提供了計算理論方面的專業(yè)知識，而del Barco及其學(xué)生和實驗室科學(xué)家團隊則提供了理論分析。

怎么運行的

分子開關(guān)以兩步機制運行，其中注入的電荷通過分子與設(shè)備表面之間帶電離子的遷移而穩(wěn)定。通過成對鍵合分子，這成為可能。該論文結(jié)合了量子力學(xué)指導(dǎo)下的電學(xué)測量和原子尺度測量，發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定性和開關(guān)能力之間的最佳結(jié)合點，從而在微觀尺度上產(chǎn)生了雙二極管+存儲器電阻式RAM存儲器。

Nijhuis說：“仍然存在一些挑戰(zhàn)，需要在這一領(lǐng)域做更多的工作，但這是一個重大突破。”