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日前，北京大學北京分子科學國家實驗室郭雪峰研究組原創(chuàng)性地發(fā)展了以石墨烯為電極、通過共價鍵連接的穩(wěn)定單分子器件的關(guān)鍵制備方法，解決了單分子器件制備難、穩(wěn)定性差的難題。

利用單分子構(gòu)建電子器件對突破目前半導體器件微小化發(fā)展的瓶頸意義重大。實現(xiàn)可控的單分子電子開關(guān)功能是驗證分子能否作為核心組件應用到電子器件中的關(guān)鍵。

自20世紀70年代以來，設計構(gòu)筑穩(wěn)定可控的單分子器件，探索其與微電子工藝的兼容性，并獲得真正意義上的分子電子開關(guān)，在當代納米電子學研究中具有重大的科學意義。

在此基礎上，他們與電子學系徐洪起研究組以及美國賓夕法尼亞大學Abraham Nitzan等合作，通過功能導向的分子工程學成功地克服了二芳烯分子與石墨烯電極間強耦合作用的核心挑戰(zhàn)性問題，從而突破性地構(gòu)建了一類全可逆的光誘導和電場誘導的雙模式單分子光電子器件。這項研究工作使得在中國誕生了世界首例真實穩(wěn)定可控的單分子電子開關(guān)器件。

以石墨烯為電極 北大研發(fā)全球首個穩(wěn)定單分子開關(guān)器件

石墨烯電極和二芳烯分子穩(wěn)定的碳骨架以及牢固的分子/電極間共價鍵鏈接方式使這些單分子開關(guān)器件具有空前的開關(guān)精度、穩(wěn)定性和可重現(xiàn)性，在未來高度集成的信息處理器、分子計算機和精準分子診斷技術(shù)等方面具有巨大的應用前景。

相關(guān)研究論文發(fā)表在2016年6月17日《科學》（Science[352（6292）:1443-1445]）上。《科學》同期配發(fā)評述文章認為：“該研究展示了在納米尺度上對物質(zhì)的精致控制”。