在追求越來(lái)越小的電子元器件的道路上，我們已經(jīng)走進(jìn)了納米領(lǐng)域，越來(lái)越多的更小的器件和組件被開發(fā)出來(lái)。近日，德國(guó)康斯坦茨大學(xué)和亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心（HZDR） 的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)宣稱制造出了分子尺寸大小的迷你開關(guān)，并且第一次證明了其操作是可行的。然后這么小的開關(guān)并不能使用機(jī)械的撥動(dòng)，該研究團(tuán)隊(duì)選擇使用光來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制。

　　用光來(lái)控制分子大小的開關(guān)

　　這個(gè)3納米寬的器件是使用一種二芳基乙烯化合物制成的，其分子在暴露在光照條件下時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)沒(méi)有光照時(shí)，二芳基乙烯分子環(huán)的一部分將會(huì)變得開放；而當(dāng)光照出現(xiàn)時(shí)，敞開的兩端又會(huì)連接在一起。當(dāng)將特別微細(xì)的金納米線嵌入到他的結(jié)構(gòu)中時(shí)，這種連接就能為電流構(gòu)建一個(gè)通路。

　　HZDR的一位物理學(xué)家Artur Erbe博士相信這種分子尺度大小的新組件將會(huì)為更小更高效的電子元器件帶來(lái)機(jī)會(huì)。

　　Erbe博士說(shuō)：“單個(gè)分子是目前所能集成到處理器中的最小單位。”

　　研究人員宣稱這種開關(guān)分子的傳導(dǎo)電流的突破性能力之前還未得到證實(shí)。這是因?yàn)檫@需要分子的各個(gè)原子之間需要有很強(qiáng)的化學(xué)鍵聯(lián)系，而且當(dāng)施加特定的能量時(shí)，這些聯(lián)系又會(huì)中斷或者重新配置。該團(tuán)隊(duì)制造的分子開關(guān)懸浮在實(shí)驗(yàn)試管中，而該分子可以在紫外光的照射下實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。

　　“這是第一次我們能夠制造單接觸的分子，而且能夠證明當(dāng)我們用紫外光照射它們時(shí)，這些分子會(huì)變得導(dǎo)通。”Erbe說(shuō)，“我們也在很高的細(xì)節(jié)上對(duì)這種分子開關(guān)的工作機(jī)制進(jìn)行了特征化，所以我相信我們已經(jīng)成功完成了通往真正分子電子組件上重要一步。”

　　然而，關(guān)掉這個(gè)分子進(jìn)行反向連接還有一些問(wèn)題，但研究人員相信不久之后這個(gè)問(wèn)題就能得到解決。

　　“我們HZDR理論組的同事們正在計(jì)算分子旋轉(zhuǎn)必須精確到何種程度才能使電流中斷，”Erbe博士說(shuō)，“加上來(lái)自康斯坦茨大學(xué)的化學(xué)敬愛(ài)，我們將有能力實(shí)施我們的設(shè)計(jì)、合成我們需要的分子。”

　　鑒于二芳基乙烯分子接觸的電子束光刻和成功實(shí)施就用去了三年時(shí)間，所以可以預(yù)料要最后實(shí)現(xiàn)全功能的開關(guān)還需要一些時(shí)日。

　　如果研究人員成功地制造出了這樣的全功能分子器件，未來(lái)可能在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)基于自組裝分子的微型電子元件，以及納米器件和納米機(jī)器人等等，從而對(duì)未來(lái)的納米電子學(xué)和電子工業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

　　“比如說(shuō)DNA分子就可以在沒(méi)有外來(lái)干預(yù)的情況下自行組裝成特定結(jié)構(gòu)，”Erbe博士說(shuō)，“如果我們成功使用自組裝分子制造出邏輯開關(guān)，那么未來(lái)的計(jì)算機(jī)可能就會(huì)從試管中誕生。”