東京工業大學理學院化學系博士一年級的原島崇德和西野智昭副教授與築波大學的小野倫也副教授（現爲神戶大學教授）等人組成的研究小組，成功開發了能以良好的複製性形成穩定的單分子器件的技術。
研究背景
近年來，利用物質的最小單位——分子製造電腦的分子電子備受期待。因爲目前的電腦和智慧型手機等使用的半導體積體電路在不久的將來會達到微細化的極限，無法再進一步實施小型化。
因此，爲實施新型電腦，業界正在積極研究和開發具備電晶體等功能的單分子器件。不過，使用單分子的器件具有形成機率低、且容易斷裂的缺點。爲實施分子電子，亟需開發能以良好的複製性穩定形成單分子器件的技術。
研究成果
單分子器件是指在一個分子上形成導線和開關等功能的器件。利用該技術有望實施以分子爲基礎製作極微小電子電路的分子電子。但以前開展的關於分子電子的研究存在課題，單分子器件的穩定性非常低。
此次的技術利用聚合物實施了更穩定的結構，能將器件的保持時間提高至3.6倍，再現率提高至5.2倍。隨着這兩項性能的提高，器件的穩定性比採用以往的技術時大幅提高21倍。另外，流動單分子器件的電流噪音比以前降低40％，這項性能的提高對傳輸電訊號來說至關重要。
另一方面，研究小組透過基於第一性原理計算的理論類比應答，這項採用聚合物的技術也以與原來的單分子器件相同的機制進行電傳導。該技術被認爲具有通用的性，可以應用於各種分子，有望實施具備多種功能的單分子器件。
圖1：利用聚合物形成的單分子器件
此次開發的技術解決了單分子器件以前存在的課題，可以說爲利用分子構成電子電路、即實施分子電子提供了現實解決方案。相關研究成果已發佈在德國化學會4月29日發行的期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。(日文發佈全文）
文：JST客觀日本編輯部
