美國(guó)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(kāi)發(fā)出了研究納米級(jí)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(cè)量單個(gè)分子和接觸基片表面的相互作用。

    過(guò)去50年中，電子工業(yè)界努力遵循著摩爾定律：每?jī)赡昙呻娐飞暇w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(jí)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(jí)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(kāi)發(fā)新的技術(shù)來(lái)探索和認(rèn)識(shí)納米級(jí)材料的新特征。然而，研究人員在研發(fā)納米級(jí)電子元器件方面遇到的障礙是，人們沒(méi)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(jí)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(cè)量的范圍涉及到電子與單個(gè)分子接觸的相互作用。極化性測(cè)量有兩個(gè)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(cè)量的能力，以及認(rèn)識(shí)和控制分子開(kāi)關(guān)兩個(gè)狀態(tài)的能力。

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

    維斯說(shuō)，新開(kāi)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(shí)還是著名的化學(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(guó)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(cè)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(duì)要生產(chǎn)的產(chǎn)品。此外，由于探針有能力提供多參數(shù)的測(cè)量，它有可能被研究人員用來(lái)鑒定復(fù)雜生物分子的子分子結(jié)構(gòu)。