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多年來，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)計所需的功率往往會使電路過熱并油炸。通常通過將二極管開關(guān)與存儲元件（稱為一個二極管一電阻器）串聯(lián)連接來構(gòu)建電路。但是這種方法需要整個器件上的大壓降，這會轉(zhuǎn)化為高功率，并且由于需要兩個獨(dú)立的電路元件而使電路的收縮幅度超過了特定點(diǎn)。許多團(tuán)隊正在致力于將二極管和電阻器組合成一個器件。

這些一對一的分子開關(guān)是不錯的選擇，但它們也僅限于僅執(zhí)行一種功能，即使在那時，它們也經(jīng)常遇到各種問題，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共同撰寫的國際團(tuán)隊于6月1日在同行評審的《自然材料》雜志上詳細(xì)介紹了這一突破。。

該團(tuán)隊創(chuàng)造了一種新型的分子開關(guān)，既可以用作二極管，也可以用作存儲元件。該設(shè)備的厚度為2納米，單個分子的長度（比頭發(fā)的寬度小10,000倍），并且僅需要小于1伏的低驅(qū)動電壓。

量子物理學(xué)專業(yè)的教授德爾·巴科（Del Barco）說：“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)的開發(fā)。”

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

怎么運(yùn)行的

分子開關(guān)以兩步機(jī)制運(yùn)行，其中注入的電荷通過分子與設(shè)備表面之間帶電離子的遷移而穩(wěn)定。通過成對鍵合分子，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)測量和原子尺度測量，發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定性和開關(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+存儲器電阻式RAM存儲器。

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