日本開發(fā)出穩(wěn)定形成單分子器件的技術(shù)，有望實現(xiàn)分子計算機
圖1：利用高分子形成的單分子器件
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東京工業(yè)大學理學院化學系博士一年級的原島崇德和西野智昭副教授與筑波大學的小野倫也副教授（現(xiàn)為神戶大學教授）等人組成的研究小組，成功開發(fā)了能以良好的再現(xiàn)性形成穩(wěn)定的單分子器件的技術(shù)。
近年來，利用物質(zhì)的最小單位——分子制造計算機的分子電子備受期待。因為目前的計算機和智能手機等使用的半導體集成電路在不久的將來會達到微細化的極限，無法再進一步實現(xiàn)小型化。
因此，為實現(xiàn)新型計算機，業(yè)界正在積極研究和開發(fā)具備晶體管等功能的單分子器件。不過，使用單分子的器件具有形成概率低、且容易斷裂的缺點。為實現(xiàn)分子電子，亟需開發(fā)能以良好的再現(xiàn)性穩(wěn)定形成單分子器件的技術(shù)。
單分子器件是指在一個分子上形成導線和開關(guān)等功能的器件。利用該技術(shù)有望實現(xiàn)以分子為基礎(chǔ)制作極微小電子電路的分子電子。但以前開展的關(guān)于分子電子的研究存在課題，單分子器件的穩(wěn)定性非常低。
此次的技術(shù)利用高分子實現(xiàn)了更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，能將器件的保持時間提高至3.6倍，再現(xiàn)率提高至5.2倍。隨著這兩項性能的提高，器件的穩(wěn)定性比采用以往的技術(shù)時大幅提高21倍。另外，流動單分子器件的電流噪聲比以前降低40％，這項性能的提高對傳輸電信號來說至關(guān)重要。
另一方面，研究小組通過基于第一性原理計算的理論模擬確認，這項采用高分子的技術(shù)也以與原來的單分子器件相同的機制進行電傳導。該技術(shù)被認為具有通用性，可以應(yīng)用于各種分子，有望實現(xiàn)具備多種功能的單分子器件。
此次開發(fā)的技術(shù)解決了單分子器件以前存在的課題，可以說為利用分子構(gòu)成電子電路、即實現(xiàn)分子電子提供了現(xiàn)實解決方案。相關(guān)研究成果已發(fā)布在德國化學會4月29日發(fā)行的期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。
注：本文來自“客觀日本”。
