據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)亞利桑那大學(xué)生物設(shè)計(jì)研究院利用分子機(jī)械性能，開(kāi)發(fā)出一種用單分子控制導(dǎo)電性能的方法，可用來(lái)設(shè)計(jì)微小電子設(shè)備，提高設(shè)備在生化傳感、遠(yuǎn)程通訊、計(jì)算存儲(chǔ)等多方面的能力。該研究發(fā)表在近日出版的《自然·納米技術(shù)》上。     

　　在微觀世界中，奇異的量子效應(yīng)主導(dǎo)著電子設(shè)備的性能。領(lǐng)導(dǎo)該研究的陶農(nóng)建（音譯）一直在研制微型電子設(shè)備，他說(shuō)：“某些分子有著不尋常的電學(xué)性能和機(jī)械性能，這與硅基材料不同。通過(guò)特殊的相互作用，一個(gè)分子能認(rèn)出其它分子�！边@些特性在設(shè)計(jì)納米設(shè)備時(shí)，帶來(lái)了極大的靈活性。

　　研究小組將一個(gè)名為pentaphenylene的分子置于兩個(gè)電極之間，連成回路。加上一伏特電壓時(shí)，能檢測(cè)到電流。改變分子相對(duì)于電極表面的朝向，能改變電導(dǎo)率。當(dāng)不斷改變分子的傾斜角度，發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率會(huì)隨著分子和電極之間距離的縮短而增大，分子以90度角置于電極中間時(shí)，電導(dǎo)率達(dá)到最大值。

　　陶農(nóng)建解釋說(shuō)，電導(dǎo)率變化和構(gòu)成分子的電子π軌道、電子軌道與電極之間的相互作用有關(guān)。π軌道可以看作是電子云，它從分子平面的兩端垂直伸出，兩個(gè)電極之間分子的傾斜角度改變時(shí)，這些π軌道就會(huì)和黃金電極原子的電子軌道接觸并發(fā)生混合，這一過(guò)程稱為側(cè)向耦合，這對(duì)電導(dǎo)率產(chǎn)生了影響。在pentaphenylene分子中，側(cè)向耦合效應(yīng)非常明顯，隨著軌道耦合作用越強(qiáng)，導(dǎo)電率能提高10倍。反過(guò)來(lái)，四苯基（tetraphenyl）分子的傾斜角對(duì)電動(dòng)機(jī)械性沒(méi)有影響，可以在實(shí)驗(yàn)中抑制側(cè)向耦合，使電導(dǎo)率保持不變。    

　　陶農(nóng)建還表示，當(dāng)前可以從增強(qiáng)或弱化軌道側(cè)向耦合效應(yīng)兩方面來(lái)設(shè)計(jì)分子設(shè)備，滿足特殊設(shè)備電導(dǎo)率微調(diào)的需要。