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行測量的能力，以及認識和控制分子開關(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所提供的信息集中在電子產(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)。