- 评估和决定投稿是否被录用的具体步 58
- 北京大学化学学院刘志博课题组报道 71
- 证明SCI论文发表的方法 46
- 《中国中西医结合儿科学》期刊的主 45
- 关于管道工程方向论文题目借鉴及期 53
- 94本生物高分SCI期刊,中科院 104
- 公共卫生领域重要SCI期刊及其知 58
- 怎么发表SCI论文 33
- Brief Communicat 52
- 论文署名怎样属于不规范呢 46
- 专利公布和专利授权的重要性以及它 60
- 清华大学深圳国际研究生院徐晓敏、 65
- 自己投稿EI期刊需要做好哪些准备 57
- 关于论文降重次数是否是绝对的呢? 45
- 论文致谢需要注意哪些事项 78
- Hong Kong Indust 17420
- 中山大学行政管理研究中心 20394
- 上海大学力学系 17379
- 武汉黄陂木兰湖度假酒店 1398
- 邢台爱尔眼科医院 1372
- 中国环境科学学会 22386
- 天津商业大学 22390
- 西昌学院农学系 17398
- 中国医药教育协会 1378
- 北京理工大学法学院 23400
- 武汉mst主办方 17399
- HKSME 22369
- 南昌大学 17378
- 昆明兴达会议服务有限公司 22402
- 河南省郑州市管城区 17380
- 广东营养学会 23371
- 北海世博商务会议服务有限公司 22377
- 北京市城市系统工程研究中心 创新 20401
- 中国科学院大学 1405
- 哈特莱 22371
北京大学化学学院郭雪峰团队与合作者利用单分子激发态实现逻辑运算和实时通信
2024/03/21
相比于传统的电子芯片,光电芯片具有更高的传输速度和带宽。其中光信号可以以光速传输,使其在高速通信和数据传输领域具有巨大的优势,是拓展摩尔定律的有效策略。以单个分子作为光电功能中心有望满足人们对器件微小化日益增长的需求,是未来分子光电子器件的基石。迄今为止,单个分子在器件性能和稳定性方面还有待提升,包括场效应晶体管的开关比,发光二极管的量子产率,以及逻辑器件的操作频率。其中,分子与外界的耦合是一个关键参数,强耦合可能会导致分子与外界的杂化,而弱耦合会削弱外部刺激的调制作用,这亟待分子工程、界面工程和电极工程的进一步发展。近日,北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组与东京大学Jun Terao课题组将分子桥绝缘保护后以共价键锚定于石墨烯电极之间,实现了磷光/荧光的高量子产率辐射,并成功应用于逻辑运算与实时通讯(图1)。
单分子光电芯片的示意图
郭雪峰课题组长期致力于多功能单分子器件的研究,旨在解决当今社会对电子器件微小化日益增长的需求与摩尔定律失效之间的矛盾。通过分子工程学原理,以延续(More Moore)并超越(More than Moore)摩尔定律为科学目标,在分子尺度上构筑多功能分子器件。该课题组前期通过引入离子液体栅、固态栅实现了高效单分子场效应晶体管(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14026; Nat. Commun. 2022, 13, 1410; Sci. Adv. 2022, 8, eabm3541);通过光敏分子实现光、电开关(Science 2016, 352, 1443; Nat. Commun. 2019, 10, 1450);通过引入分子对称性破缺实现单分子整流器(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 20811);通过结构动态重构构筑单分子忆阻器(Adv. Mater. 2022, 2204827);通过共价键锚定荧光分子构筑单分子发光二极管(Adv. Mater. 2023, 2209750)等,展示了基于单分子器件在芯片极小化、多功能化方面广阔的应用前景。
近期,他们报道了另一种多功能单分子光电器件,由Pt-MB@CD(环糊精封装铂中心)分子桥、纳米间隙的石墨烯电极和硅基底组成。两侧的两个环糊精削弱了分子与环境的耦合,从而避免了相应的非辐射过程。石墨烯电极能够与分子形成牢固的共价界面,并进一步实现多分子集成(图2)。
单分子光电器件结构示意图
在光电联用表征单分子光物理的基础上,通过多模式电输入可观察到可调谐的单线态和三线态激发态(图2),利用单分子瞬态电致发光光谱监测到远高于宏观尺度的磷光寿命(图3)。其主要原因是分子运动、振动和旋转模式受到了限制,抑制了激发态能量的耗散。此外,只有一个分子锚定与器件,从根本上避免了三重态-三重态湮灭。
用于测量磷光寿命的单分子瞬态电致发光光谱
荧光和磷光的进一步调节以及选择性发射可以实现全面的二进制和三进制逻辑运算以及实时通信(图4)。多功能、高效的单分子光电器件将分子电子学与实际半导体应用联系起来,展示了单分子光电子器件的优势,为打破技术壁垒、发展新原理器件提供技术支撑,是单分子器件从实验室迈向工业生产的重要一步。
使用单分子Pt-MB@CD器件进行二进制逻辑运算
该工作于1月25日以“Logic operation and real-time communicationvia tunable excited states in a single-moleculeoptoelectronic chip”为题在线发表在Chem杂志上(Chem. 2024, doi: 10.1016/j.chempr.2024.01.005)。该工作的第一作者是北京大学化学与分子工程学院博士后杨晨和郭逸霖。郭雪峰、Jun Terao为共同通讯作者。北京师范大学苏红梅和节家龙教授也为该研究提供了实验帮助。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部和北京分子科学国家研究中心的联合资助。
文章来源北京大学新闻网,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
北京大学纳光电子前沿科学中心肖云峰、龚旗煌在微腔光频梳研究中取得重要进展
北京大学第三医院牵头制定的中国大剂量甲氨蝶呤循证用药指南在BJCP正式发表
北京大学环境学院李振山课题组在市政污泥可持续性资源化方向取得进展
北京大学化学与分子工程学院彭海琳课题组与合作者报道新型二维半导体Bi2O2Se异质结红外探测
北京大学张俊龙教授团队与海外合作者在有机镍光诊疗研究领域取得进展
工学院杨林团队与合作者在Nature发文,首次揭示非均匀应变下声子谱扩展对导热的反常抑制现象
第四届计算机图形学、图像与虚拟化研究国际会议(ICCGIV 2024)(2024-05-17)
第九届机电控制技术与交通运输国际学术会议(ICECTT 2024)(2024-05-24)
2024年教育政策与实践研讨会(ICEPP 2024)(2024-05-24)
第三届机电一体化与机械工程国际会议(ICMME2024)(2024-05-24)
2024年电子器件、传感控制技术与光学机械工程国际学术会议(EDSCTOE 2024)(2024-05-25)
第十四届地质和地球物理学国际会议(ICGG 2024)(2024-05-31)
2024年食品工程与农业科学国际会议(ICFEAS 2024)(2024-06-02)
2024年第三届网络、通信与信息技术国际会议(CNCIT 2024)(2024-06-07)
第十届机械工程、材料和自动化技术国际会议(MMEAT 2024)(2024-06-21)
2024年先进机器人,自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2024)(2024-06-28)
2024年应用数学与物理、化学国际会议(AMPC 2024)(2024-6-29)
2024计算机网络、智能系统与软件工程国际会议(INISE 2024)(2024-6-25)
2024年新闻传播、社会科学与公共艺术国际会议(ICJSSPA2024)(2024-7-22)
2024年第四届计算机与通信工程国际会议(CCCE 2024)(2024-5-24)
2024年语言学、历史学与考古学国际学术会议(ICLHA 2024)(2024-6-21)
2024年机械制造、智能控制与计算机科学国际会议(MBICCS 2024)(2024-5-20)
2024年新媒体发展、现代化教育与社会科学国际会议(NMDMESS 2024)(2024-6-22)
2024年智慧教育与计算机技术国际学术会议(IECT 2024)(2024-6-28)
2024年交通运输、计算机技术与信息科学国际会议(TCTIS 2024)(2024-7-27)
2024年文化产业与城市发展国际研讨会(ISCIUD 2024)(2024-5-24)