एकल अणुओं पर मापने के साथ सबसे बड़ी समस्याओं में से एक केवल एक अणु के साथ पुनरुत्पादित

के बारे में गणना करते समय चार्जिंग के कारण ऊर्जा की महत्वपूर्ण मात्रा को ध्यान में रखा जाना चाहिए और पास की सतहों के संचालन के लिए दूरी के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है।

आणविक स्विच के रूप में उपयोगी रोटाक्सेन का चित्रमय प्रतिनिधित्व

एकल अणुओं पर मापने के साथ सबसे बड़ी समस्याओं में से एक केवल एक अणु के साथ पुनरुत्पादित विद्युत संपर्क स्थापित करना और इलेक्ट्रोड को शॉर्टकट किए बिना ऐसा करना है। क्योंकि वर्तमान फोटोलिथोग्राफ़िक तकनीक परीक्षण किए गए अणुओं (नैनोमीटर के क्रम में) के दोनों सिरों से संपर्क करने के लिए पर्याप्त छोटे इलेक्ट्रोड अंतराल का उत्पादन करने में असमर्थ है, इसलिए वैकल्पिक रणनीतियों का उपयोग किया जाता है। इनमें आणविक-आकार के अंतराल शामिल हैं जिन्हें ब्रेक जंक्शन कहा जाता है, जिसमें एक पतली इलेक्ट्रोड को तब तक खींचा जाता है जब तक कि वह टूट न जाए। अंतर के आकार के मुद्दे पर काबू पाने का एक तरीका आणविक कार्यात्मक नैनोकणों को फँसाना है (इंटर्नोपार्टिकल स्पेसिंग अणुओं के आकार से मेल खाने में सक्षम है) और बाद में स्थान विनिमय प्रतिक्रिया द्वारा अणु को लक्षित करता है। ^[3] एक अन्य विधि एक की नोक का उपयोग करना हैएक धातु सब्सट्रेट के दूसरे छोर पर लगे अणुओं से संपर्क करने के लिए स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम)। ^[4] इलेक्ट्रोड के लिए अणुओं को लंगर डालने का एक अन्य लोकप्रिय तरीका है सोने के लिए सल्फर की उच्च रासायनिक आत्मीयता का उपयोग करना ; हालांकि उपयोगी, एंकरिंग गैर-विशिष्ट है और इस प्रकार अणुओं को सभी सोने की सतहों पर बेतरतीब ढंग से लंगर डालता है, और संपर्क प्रतिरोध एंकरिंग की साइट के आसपास सटीक परमाणु ज्यामिति पर अत्यधिक निर्भर होता है और इस तरह कनेक्शन की पुनरुत्पादन क्षमता से स्वाभाविक रूप से समझौता करता है। बाद के मुद्दे को दरकिनार करने के लिए, प्रयोगों ने दिखाया है कि फुलरीनबड़े संयुग्मित π-सिस्टम की वजह से सल्फर के बजाय उपयोग के लिए एक अच्छा उम्मीदवार हो सकता है जो सल्फर के एक परमाणु की तुलना में विद्युत रूप से एक बार में कई परमाणुओं से संपर्क कर सकता है। ^[5] धातु इलेक्ट्रोड से सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रोड में बदलाव अधिक अनुरूप गुणों के लिए और इस प्रकार अधिक दिलचस्प अनुप्रयोगों के लिए अनुमति देता है। अर्धचालक-केवल इलेक्ट्रोड का उपयोग करके कार्बनिक अणुओं से संपर्क करने के लिए कुछ अवधारणाएं हैं, उदाहरण के लिए व्यापक बैंडगैप सामग्री इंडियम फॉस्फाइड के एक एम्बेडेड सेगमेंट के साथ इंडियम आर्सेनाइड नैनोवायर का उपयोग करके अणुओं द्वारा ब्रिज किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक बाधा के रूप में उपयोग किया जाता है। ^[6]

वाणिज्यिक रूप से उपयोग किए जाने वाले एकल-अणु इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सबसे बड़ी बाधाओं में से एक आणविक आकार के सर्किट को बल्क इलेक्ट्रोड से जोड़ने के लिए साधनों की कमी है जो प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम देता है। इसके अलावा समस्या यह है कि एकल अणुओं पर कुछ माप क्रायोजेनिक तापमान पर पूर्ण शून्य के पास किए जाते हैं, जो बहुत ऊर्जा खपत है।

इतिहास [ संपादित करें ]

इतिहास में पहली बार आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स का उल्लेख 1956 में जर्मन भौतिक विज्ञानी आर्थर वॉन हिप्पल ने किया था, ^[7] जिन्होंने पूर्वनिर्मित सामग्री का उपयोग करने के बजाय परमाणुओं और अणुओं से इलेक्ट्रॉनिक्स विकसित करने की एक बॉटम-अप प्रक्रिया का सुझाव दिया था, इस विचार को उन्होंने आणविक इंजीनियरिंग का नाम दिया। हालांकि क्षेत्र में पहली सफलता 1974 में अविराम और रैटनर के लेख द्वारा मानी जाती है। ^[8] मॉलिक्यूलर रेक्टीफायर्स नाम के इस लेख में, उन्होंने दाता स्वीकर्ता समूहों के साथ एक संशोधित चार्ज-ट्रांसफर अणु के माध्यम से परिवहन की एक सैद्धांतिक गणना प्रस्तुत की जो अनिवार्य रूप से एक अर्धचालक डायोड की तरह, केवल एक दिशा में परिवहन की अनुमति दें। यह एक सफलता थी जिसने आण्विक इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में कई वर्षों के शोध को प्रेरित किया।

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