Редколлегия Физикохимия Поверхности и Защита Материалов - Измерена проводимость молекулярных проводов

Впервые измерена электрическая проводимость отдельного молекулярного провода с большой длиной.

До настоящего времени исследователи располагали только результатами статистических измерений, полученных при изучении проводимости пучков молекулярных проводов нанометровой длины. Новая работа, основанная на умелом использовании сканирующего туннельного микроскопа, позволила определить электропроводность индивидуальных нитей полимера с длиной до 20 нм.

Нити полимера в роли молекулярных проводов. (Рисунок из Science, 2009; 323 (5918): 1193)

Возможно, что электронные схемы будущего будут сделаны из отдельных молекул, связанных воедино молекулярными проводами (токопроводящими молекулами большой длины). Однако первоначально необходимо выяснить, как электрический ток течет по молекулярному проводу. Известны факторы, влияющие на проводимость проводника на макроскопическом уровне, однако в масштабе молекулы эти макроскопические зависимости уже не реализуются. До настоящего времени попытки определения электропроводности молекулярных проводов ограничивались измерением свойств коротких молекул или статистическим анализом.

Новые эксперименты позволили измерить проводимость одной молекулы любой желаемой длины. Для этого малые молекулы мономера помещали на золотую поверхность, после чего инициировалась реакция образования полимера, позволяющая получить молекулярный провод любой желаемой длины.

После проведения реакции полимеризации сканирующий туннельный микроскоп использовался для выбора какой-то цепи, затем эту цепь связывали со щупом микроскопа, игравшего роль одного электрода; золотая поверхность играла роль второго электрода. Щуп микроскопа использовался как для измерения длины молекулярного провода, так и для измерения силы тока, протекающего по молекулярному проводу. Такой подход впервые позволил измерить способность молекулярных проводов различной длины (до 20 нм) проводить электрический ток, продемонстрировав эспоненциальное уменьшение проводимости молекулярного провода от его длины.