美出雙掃描隧道顯微和微波頻率探針

    美國加州大學(xué)洛杉磯分校17日表示，該校納米系統(tǒng)科學(xué)主任保羅?維斯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)出了研究納米級材料相互作用的工具――雙掃描隧道顯微和微波頻率探針，可用于測量單個分子和接觸基片表面的相互作用。

過去50年中，電子工業(yè)界努力遵循著摩爾定律：每兩年集成電路上晶體管的尺寸將縮小大約50%。隨著電子產(chǎn)品尺寸的不斷縮小，目前已到了需要制作納米級晶體管才能繼續(xù)保持摩爾定律正確性的地步。

由于納米級材料和大尺寸材料所展現(xiàn)的特性存在差異，因此人們需要開發(fā)新的技術(shù)來探索和認(rèn)識納米級材料的新特征。然而，研究人員在納米級電子元器件方面遇到的障礙是，人們沒有相應(yīng)的能力去觀察如此小尺寸材料的特性。

元器件間的連接是納米級電子產(chǎn)品至關(guān)重要的部分。就分子設(shè)備而言，分子極化性測量的范圍涉及到電子與單個分子接觸的相互作用。極化性測量有兩個重要方面，它們分別是接觸表面以次納米分辨率精度進(jìn)行測量的能力，以及認(rèn)識和控制分子開關(guān)兩個狀態(tài)的能力。

為測量單個分子的極化性，研究小組出能夠同時進(jìn)行掃描隧道顯微鏡測量和微波異頻測量的探針。借助探針的微波異頻測探，研究人員將能確定單個分子開關(guān)在基片上的位置，即使開關(guān)處于“關(guān)”的狀態(tài)也不例外。在開關(guān)定位后，研究人員便可利用掃描隧道顯微鏡變換開關(guān)的狀態(tài)，并測量每個狀態(tài)下單分子和基片之間的相互作用。

維斯說，新開發(fā)的探針能夠獲取單分子和基片之間物理、化學(xué)和電子相互作用以及相互接觸的數(shù)據(jù)。維斯同時還是的化學(xué)和生化以及材料科學(xué)和工程教授。參與研究工作的還有美國西北大學(xué)的理論化學(xué)家馬克?瑞特奈和萊斯大學(xué)合成化學(xué)家詹姆斯?圖爾。

據(jù)悉，研究小組新的測量探針?biāo)峁┑男畔⒓性陔娮赢a(chǎn)品的極限范圍，而不是針對要的產(chǎn)品。此外，由于探針有能力提供多參數(shù)的測量，它有可能被研究人員用來鑒定復(fù)雜生物分子的子分子結(jié)構(gòu)。