Немецкие исследователи из Университета Гумбольдта и Свободного университета (Берлин) впервые измерили электрическую проводимость отдельного молекулярного провода большой длины.

Создание электронных устройств размером с отдельную молекулу, связанных воедино токопроводящими молекулами большой длины, требует ясного понимания, как электрический ток течет по молекулярному проводу. Известны факторы, влияющие на проводимость проводника на макроскопическом уровне, однако в масштабе молекулы эти макроскопические зависимости уже не выполняются.

До настоящего времени ученые располагали только результатами статистических измерений проводимости пучков молекулярных проводов нанометровой длины. Новая работа, основанная на умелом использовании сканирующего туннельного микроскопа, позволила определить электропроводность индивидуальных нитей полимера (одной молекулы) – полифлуорена, длиной до 20 нм. Полифлуорены – электро- и фотоактивные материалы с исключительными электрооптическими характеристиками, которые используются для производства светоизлучающих диодов во всем видимом диапазоне света.

Наука и жизнь // Иллюстрации

В экспериментах немецких ученых малые молекулы мономера помещали на золотую поверхность, после чего инициировалась реакция образования полимера, в ходе которой получали молекулярный провод любой желаемой длины. После проведения реакции полимеризации молекулярную цепь связывали со щупом сканирующего туннельного микроскопа, игравшего роль одного из электродов, золотая поверхность играла роль второго электрода. Щуп микроскопа использовался одновременно для измерения длины молекулярного провода и измерения силы тока, протекающего по молекулярному проводу.

Результаты эксперимента подтвердили гипотезу, предсказанную теоретически: способность молекулярных проводов проводить электрический ток уменьшается по экспоненте по мере увеличения длины провода.