20070912--化學：電場操控的有機分子開關

Sciscape新聞報導
[Sep 11, 2007]

化學：電場操控的有機分子開關

編輯 wakenstep 報導
科學家持續發展可作為資料存取之用的有機分子。

有一類分子具有電子提供者(donor)及電子接受者(acceptor)兩部分，在外加電壓足夠大的時候，相鄰分子間進行電荷轉移(charge transfer) ，產生另一個足夠穩定且具有高導電度的狀態(ON)。分子在電荷轉移前後的兩個狀態(ON/OFF)可藉由改變電壓方向來回轉換，因此所儲存的資料可以反覆消除再儲存。由於這兩個狀態也具有不同的光譜特性，儲存下來的資料可以用簡單的光學方法來讀取。

在最近的研究中，中國科學家用三苯胺(triphenylamine)作為donor，兩個氰乙烯基(cyanovinyl)作為acceptor，鍍在玻璃表面形成薄膜，在電場下產生的高導電度狀態(ON)比低導電度狀態(OFF)的電流高出有一萬倍之多，且除去外加電場後可維持在ON狀態達兩星期之久，具有良好的資料可信度及穩定度。利用掃描穿隧顯微儀(scanning tunneling microscope)的尖端跟薄膜間施加電壓，寫下的亮點直徑約有2.5個奈米寬，而重複轉換電壓方向便可刪除亮點或重新寫入。

理論模型顯示主要分布在三苯胺上的HOMO (highest occupied molecular orbital)跟主要分布在氰乙烯基上的LUMO (lowest unoccupied molecular orbital)能量差距為2.6 eV，當外加電場提供足夠能量的時候電子便能從三苯胺轉移到相鄰分子上的氰乙烯基，伴隨著導電度的增加，以及巨觀下顏色的變化。

原始論文:

"A Triphenylamine-Containing Donor-Acceptor Molecule for Stable, Reversible, Ultrahigh Density Data Storage", Shang et al, J. Am. Chem. Soc., ASAP Article 10.1021/ja074226e S0002-7863(07)04226-6


參考來源：

Shang et al, J. Am. Chem. Soc., ASAP Article 10.1021/ja074226e S0002-7863(07)04226-6