军事：中国造出世界首例真实稳定可逆单分子电子开关(2)

理论分析揭示，在这些前期的体系中，分子 和电极之间存在着强的耦合，从而导致分子激发态的淬灭将功能分子锁在了闭环构象。分子和电极之间的接触界面一直是分子电子学领域研究的核心基本科学问题， 如何有效调控分子和电极之间的界面耦合是在器件中实现分子本征功能的关键（Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5642; Chem. Rev. 2016, 116, 4318）。基于这些前期积累，通过理论模拟预测和分子工程设计在二芳烯功能中心和石墨烯电极之间进一步引入关键性的亚甲基基团，所得实验和理论研究结果 一致表明新体系成功地实现了分子和电极间优化的界面耦合作用，突破性地构建了一类全可逆的光诱导和电场诱导的双模式单分子光电子器件。石墨烯电极和二芳烯分子稳定的碳骨架以及牢固的分子/电极间共价键链接方式使这些单分子开关器件具有空前的开关精度、稳定性和可重现性，在未来高度集成的信息处理器、分子计算机和精准分子诊断技术等方面具有巨大的应用前景。

这项研究工作使得在中国诞生了世界 首例真实稳定可控的单分子电子开关器件。Science的审稿人盛赞该工作，说“数据留下极其深刻的印象（The data are extremely impressive）”“在以前的任何文章中还从来没有看到过具有如此强大开关功能的分子器件（I am not aware of any paper that shows such robust switching behavior in a molecular junction）”。Science同期内的Perspective Article以“Designing a robust single-molecule switch: A single-molecule switch works at room temperature”为题对此工作发表了长篇评述（Science 2016, 17, 1394）。该评述指出：“贾等的研究所示范的科学展示了在纳米尺度上对物质的精致控制，是一个凭借自身力量的、可敬的智力追求，具有广泛的长期效应。 （The science as exemplified by Jia et al.’s study represents exquisite control over matter at nanometer length scales and is a worthy intellectual pursuit in its own right with broad, long-term benefits.）”这些研究证明功能分子的确可以作为核心组件来构建电子回路，这是将功能分子应用到实用的电子器件迈出的重要一步。早在2013年 《自然·纳米科技》发表评论（Nat. Nanotechnol. 2013年6月分子电子学专刊）指出：碳基器件结构提供了更坚实的分子器件研究平台（Carbon-based architectures could provide a more robust platform for molecular–electronic concepts），开拓了分子电子学研究领域的新方向，使得以前不能开展的工作成为可能，孕育着新的突破。