量子元胞自动器(Quantum-Dot Cellular Automata,简称QCA)是目前分子电子学研究中最前沿的领域之一。和传统的晶体管及CMOS的以电流的"开"和"关"来表示"0" 和"1" 不同,它以QCA胞的不同极化态来实现信息的二元表示功能。本项目根据QCA理论,合成具有正方形几何结构的四金属或双金属混合价化合物作为QCA分子,通过对化合物分子的修饰,使化合物分子在表面上自组装形成单分子膜,为下一步分子电子器件的研制和测试做准备。通过一年来的研究,我们成功地合成了两个不对称的Ru-Fe和Fe-Fe双金属化合物以及它们的混合价化合物。利用单晶X-射线衍射,各种谱学手段以及电化学对它们的结构和性质进行了表征。初步的研究表明,两个混合价化合物满足作为QCA分子的基本要求。在此基础上,我们对其中的Ru-Fe化合物进行了修饰,使之能在Au和Si表面上自组装形成单分子膜,并利用电化学手段研究了单分子膜的形成过程、表面覆盖率等。对于对称的双金属或四金属混合价化合物的合成,表面自组装膜的制备以及单分子膜双稳态特性的测试工作目前正在进行中。
英文主题词QCA; Mixed-valence; Complex; Self-Assembly Monolayer