单分子电子器件电极-分子界面设计和调控

电极-分子接触界面在单分子器件中扮演着至关重要的作用.通过对电极、分子的锚定基团以及电极与分子间作用方式进行设计和调控,可以有效控制电极-分子界面结构和性质,从而影响单分子器件的性能和功能.本文从单分子器件研究的常用技术手段出发,综述单分子器件中常见的电极-分子接触界面类型及构建方式,并进一步阐述机械力、电化学及电场等...     

分子逻辑器件研究进展

分子器件具有尺寸小、设计合成可控、存储量大、反应速度快、人工智能等诸多优点,是当今化学、物理和材料等领域研究最为重要的一个交叉领域.综述了近些年来分子逻辑器件领域的研究进展.介绍了各种类型的分子逻辑门、半(加)减法器、分子逻辑线路以及DNA分子和固态分子计算.最后提出了分子器件存在的问题并展望了其应用前景.     

自组装分子电子器件

自组装技术是解决有机功能分子与电极连接问题最有希望的技术之一,近-来在构筑分子电子器件中得到了越来越多的应用,成为分子电子学发展的一个重要方向.本文介绍了自组装技术在制备分子器件中的应用.并讨论了自组装分子器件的前景和面临的一些问题.     

单分子结的构筑及分子电导性质的测试

分子电子学已成为21世纪研究的热点. 通过将具有特定功能的分子连接在纳米尺度金属电极之间从而构筑包括分子导线、开关、整流器在内的各种分子尺度电子器件, 这引起了科学家们广泛的研究兴趣. 在分子电子学研究中, 构筑金属/分子/金属(MMM)分子结是研究分子器件中电子传输性质的关键. 尽管已经取得了很大的进展, 目前在纳米尺度下构筑稳定可靠的MMM分子结并测试单个分子的电学性质仍然面临很多挑战. 本文着重对单分子电学性质的测试技术和相关理论研究的最新进展以及存在的挑战做了概述.     

分子整流器

分子尺寸器件是推动分子电子学发展的主力军。本文综述了分子整流器的工作原理，模型分子的设计，研究现状，存在的主要问题和今后的发展方向。     

分子器件中的光致异构效应

基于光致异构分子构筑单分子光电子器件或分子膜器件,探究器件中分子在光诱导下构型的变化规律,并在单分子水平上探索其异构效应对电荷传输、器件光电性能的影响,对推动有关分子器件的基础应用研究至关重要.本文系统阐述近些年关于光致异构分子器件的研究成果,着重梳理了关于分子器件的制备、电荷传输机理、器件性能调控以及应用等方面的代表...     

卟啉类化合物分子光电器件研究进展

分子电子器件是未来分子电路的微电子元件,已成为有机功能纳米材料研究的热点。 卟啉类化合物的π共轭体系表现出的独特光电性能和良好的热稳定性,使其作为光电器件、模拟生物酶、分子识别和传感材料在材料化学、医学、生物化学和分析化学等领域展现出良好的应用前景,由于卟啉分子平面结构的易修饰性,常用卟啉化合物组装单元来构建功能化的卟啉光电器件。 本文综述了卟啉类化合物的特点及其在光电器件中的应用进展。     

DNA分子器件*

DNA不仅是一种重要的生物遗传物质,而且可以在生命科学以外的领域,尤其是在信息科学、材料科学中发挥重要作用.作为重要的部件,DNA分子器件的研究引起了科学家们的注意.本文对DNA分子器件的发展以及DNA分子器件的实现和应用前景及不足进行了较详尽的评述.     

自组装单分子膜功能器件

分子尺度电子学是利用单个分子或分子单层组装体作为活性单元来实现电子学功能的一门前沿科学领域.基于自组装单分子膜(SAMs)的分子器件在分子电子学的实用化道路上具有很大的发展潜力与应用前景.目前,SAMs功能器件的研究仍处于起步阶段,其性能还有很大提升空间.本文首先评述了SAMs器件的构筑方法,针对直接蒸镀金属顶电极会对SAMs造成破坏的问题,介绍了3类软接触电极,包括液态金属、导电高分子和石墨烯顶电极;然后以固态光开关器件为例介绍了近年来功能器件上的一些新进展,分子优化设计对于提升器件响应活性具有重要意义;同时总结了共轭聚合物SAMs器件的制备方法和性能,通过合理的结构设计,共轭聚合物能进行电荷的长程输运,并有望提供比小分子更优异的光电功能;最后讨论和展望了未来的发展方向.     

金属-分子-金属结器件研究进展

有机功能分子是新型纳光电器件研究热门材料之一, 多用金属-分子-金属结方法研究其荷电输运特性.本文从无损制备、微纳尺度及可寻址性等方面, 综述了金属-分子-金属结器件研究进展. 将制备方法归为软接触法、扫描探针显微镜法、对电极法、交叉线法、角沉积法和纳米孔法等六大类, 并分析了不同方法及实验参数对荷电输运特性的影响. 总的来说, 扫描探针法可用于分子电学特性的快速统计分析, 但可寻址性差; 纳米孔分子结具有良好的可寻址性, 可用于分子输运特性的变温研究, 但上电极沉积可导致分子层破坏或界面特性不确定; 角度沉积法和软接触法可有效减少电极热沉积对分子层的烧蚀, 但器件尺度较大; 对电极法可获得纳米级可寻址分子结, 若结合模板压印交叉纳米线法制备电极, 则在无损分子器件研究及其集成方面有很好的前景.     

分子组装机器：纳米工厂

Molecular machines have attracted significant attentions as one of the most promising aspects of chemistry for their potential applications ever since receiving the 2016 Nobel Prize in Chemistry. The molecular assembler, also called the nanofactory, is a novel type of molecular machines that are capable of controlling the chemical reactions precisely at the microscopic level. As an analog to the macroscopic factories, nanofactories are comprised of a "transporting" part, the molecular walkers, and an "assembling" part, the molecular robotic arms. In this review, we provide a brief introduction of the research progress in recent years together with analysis on the principles of designing, constructing and operating molecular assemblers. We also summarize the prospects and challenges in the research area of molecular assemblers.     

多原子桥联异多核配合物的分子磁性研究进展

评述了与分子基磁体密切相关的5类多原子桥联异核配合物(草胺酸类、草酰胺类、草酸根类、二肟类和氰根类)磁性研究的最新进展,并对该领域进行了简要展望.     

氮氧自由基-金属配合物一维链磁体系的研究进展

自由基－金属一维链配合物的合成和功能性研究,已成为分子基磁性材料的一个热点课题。该文主要介这年来报道的自由基－金属一维链的结构类型、磁偶合特征并对其发展前景作一展望。     

分子印迹聚合物传感器研究

分子印迹聚合物(molecular imprinting polymers,MIPs)是利用分子印迹技术合成的一种交联高聚物.分子印迹技术(molecular imprinting technique,MIT)是在近十几年来才发展起来的一门边缘科学技术.它结合了高分子化学、生物化学等学科,是模拟抗体-抗原相互作用的一种新技术,具有选择性识别位点的性质,作为传感器的理想敏感材料的制备方法日益受到研究者们的重视.本文综述了分子印迹技术的原理和分子印迹聚合物的制备方法,及其应用于传感器敏感材料的研究现状,并展望了其发展前景.     

分子纳米磁体的研究进展及应用

分子磁学主要研究无机配合物以及有机自由基的电子结构和磁性之间的关系。近些年发展起来的分子纳米磁体可以在单分子尺度上实现磁双稳态,独立作为一个磁功能单元,可能突破尺寸对传统磁性材料的制约,有望实现超高密度磁存储。分子纳米磁体中清晰的量子态也为量子退相干研究提供了化学调控的手段,这将为量子计算机提供物质基础。本文简要介绍了分子纳米磁体的概念和特征,并对研究进展进行了简要综述。     

用于设计分子导线和分子开关的双核混价配合物

分子电子器件的研制是近年来的一个热点课题，桥联混价双核配合物是分子导线和分子开关研究的理想模型化合物，本文介绍了桥配体导电性的测量评估方法和分子开关的主要类型，并着重介绍了近年来用于这一领域研究的重要配合物体系。     

共价双金属配合物在分子导线方面的研究进展

共价双金属配合物因其结构的优越性,在分子器件特别是分子导线的研究方面有广阔的应用前景。分子内电子耦合作用的研究是揭示这类配合物构成的分子导线性能的关键之一。本文介绍了共价双金属配合物的分子内电子耦合作用及此类配合物的结构特点,总结了近年来共价双金属配合物在分子导线领域的研究进展,并对共价双金属配合物的发展前景进行了展望。     

Functional nanomachines: Recent advances in synthetic molecular machinery

A mini-review: As the top-down approach for miniaturisation of technology reaches its inherent limitations, robust strategies to build nanoscale machinery components, which have the ability to convert an input energy into motion, from the molecular level up, become increasingly important. Nature is certainly the most proficient in the control of molecular level motion; nevertheless, many successes have been enjoyed in the pursuit of mimicking key aspects of nature’s molecular machines, including two state switches, ion pumps, unidirectional rotary motors and molecular robots that can move molecular cargo. This mini-review outlines of some of the most impressive recent examples towards this end.     

蛋白质分子印迹

分子印迹技术是一种新型的高效分离技术，具有空间选择性识别特性。本文介绍了分子印迹技术在蛋白质大分子上的应用和发展，包括蛋白质分子印迹选用的单体和交联剂、印迹方法、印迹机理、蛋白质分子印迹技术的应用以及存在的一些问题。     

分子识别在纳米材料组装中的应用

分子识别应用于纳米材料组装中的研究正受到人们的广泛关注,并逐渐成为超分子化学研究领域中的一个热点。本文对近年来利用分子识别实现纳米材料的组装及可控组装的研究工作进行了综述,并对该领域的研究前景进行了展望。