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多年來(lái)，世界各地的工程師和科學(xué)家一直在嘗試制造更小更快的電子產(chǎn)品。但是，當(dāng)今設(shè)計(jì)所需的功率往往會(huì)使電路過(guò)熱并油炸。通常通過(guò)將二極管開(kāi)關(guān)與存儲(chǔ)元件（稱為一個(gè)二極管一電阻器）串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)建電路。但是這種方法需要整個(gè)器件上的大壓降，這會(huì)轉(zhuǎn)化為高功率，并且由于需要兩個(gè)獨(dú)立的電路元件而使電路的收縮幅度超過(guò)了特定點(diǎn)。許多團(tuán)隊(duì)正在致力于將二極管和電阻器組合成一個(gè)器件。

這些一對(duì)一的分子開(kāi)關(guān)是不錯(cuò)的選擇，但它們也僅限于僅執(zhí)行一種功能，即使在那時(shí)，它們也經(jīng)常遇到各種問(wèn)題，包括不穩(wěn)定的電壓變化和有限的使用壽命。

由新加坡國(guó)立大學(xué)的Christian Nijhuis帶領(lǐng)，由利默里克大學(xué)的Damien Thompson和中央佛羅里達(dá)大學(xué)的Enrique del Barco共同撰寫(xiě)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)于6月1日在同行評(píng)審的《自然材料》雜志上詳細(xì)介紹了這一突破。。

該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種新型的分子開(kāi)關(guān)，既可以用作二極管，也可以用作存儲(chǔ)元件。該設(shè)備的厚度為2納米，單個(gè)分子的長(zhǎng)度（比頭發(fā)的寬度小10,000倍），并且僅需要小于1伏的低驅(qū)動(dòng)電壓。

量子物理學(xué)專業(yè)的教授德?tīng)?middot;巴科（Del Barco）說(shuō)：“該社區(qū)在分子水平上鑒定新型電子設(shè)備應(yīng)用方面正在迅速發(fā)展。” “這項(xiàng)工作可能有助于加快涉及人工突觸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。”

專門(mén)研究化學(xué)的Nijhuis領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。利默里克大學(xué)的Damien Thompson提供了計(jì)算理論方面的專業(yè)知識(shí)，而del Barco及其學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家團(tuán)隊(duì)則提供了理論分析。

怎么運(yùn)行的

分子開(kāi)關(guān)以兩步機(jī)制運(yùn)行，其中注入的電荷通過(guò)分子與設(shè)備表面之間帶電離子的遷移而穩(wěn)定。通過(guò)成對(duì)鍵合分子，這成為可能。該論文結(jié)合了量子力學(xué)指導(dǎo)下的電學(xué)測(cè)量和原子尺度測(cè)量，發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定性和開(kāi)關(guān)能力之間的最佳結(jié)合點(diǎn)，從而在微觀尺度上產(chǎn)生了雙二極管+存儲(chǔ)器電阻式RAM存儲(chǔ)器。

Nijhuis說(shuō)：“仍然存在一些挑戰(zhàn)，需要在這一領(lǐng)域做更多的工作，但這是一個(gè)重大突破。”