片上集成工艺可编程亚10纳米厚分子器件在光电倍增和记忆行为之间切换

       分子尺度电子学指的是一个领域，其中功能电路是由单个或整体分子创建的。它不仅为未来低能耗、功能丰富的电子设备提供了一条超越摩尔定律的极具吸引力的小型化替代路线，而且为探索混合外部刺激下分子的多种性质提供了一个理想的平台，从而将传统力学、光电子、热电、自旋电子学扩展到分子水平。同时，人们认为，离子和电子电荷之间的耦合已经在许多介观器件（如离子电池、离子致动器和电化学晶体管）中发挥了重要作用，可以进一步扩大分子器件的功能多样性，因为电子、空穴、负离子、分子细沟道中的阳离子可能为分子与各种刺激物发生反应开辟了更多的可能性。除此之外，离子的化学活性可以为分子器件提供更多的功能。

        近日，来自德国Chemnitz科技大学纳米膜材料、结构和集成中心（MAIN）的Tianming Li等人报道了基于超薄酞菁铜/富勒烯杂化层和微管软接触的集成分子器件，其表现出在光电倍增和记忆行为之间切换过程中的可编程功能。聚合物底电极与封闭分子通道界面处的局部电场调节了离子-电荷相互作用，从而决定了器件功能的转变。当离子在低界面电场下未被驱动进入分子通道时，光生空穴被捕获为电子空间电荷，导致具有高外部量子效率的光电倍增。一旦移动离子在高界面电场下极化并在分子通道中积聚为离子空间电荷，分子器件就会显示出类似铁电的忆阻开关，具有显著的电阻开/关和整流比。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

       文章链接：Tianming Li et al. On-chip integratedprocess-programmable sub-10 nm thick molecular devices switching betweenphotomultiplication and memristive behaviour. Nature Communications (2022)13:2875 https://doi.org/10.1038/s41467-022-30498-y