分子计算：分子自旋电子学的一大进步

 
每个分子可以用扫描隧道显微镜分别寻址，并通过施加正或负电压在状态之间切换。Jan-Simon von Glasenapp和Rainer Herges Spintronics或自旋电子产品，与传统电子产品相反，它使用电子自旋来进行传感，信息存储，运输和处理。与传统的半导体器件相比，潜在的优势是非易失性，增加的数据处理速度，降低的功耗以及更高的集成密度。分子自旋电子学旨在通过努力控制单个分子的自旋态，朝着使自旋电子学小型化的最终步骤迈进。基尔大学的化学家和物理学家与来自法国和瑞士的同事合力设计，沉积并操作了表面上的单分子自旋开关。新开发的分子具有稳定的自旋态，并且不会因吸附在表面上而失去其功能。他们在本期《自然纳米技术》中发表了他们的研究结果。
新化合物的自旋态稳定至少几天。实验物理学家博士说：“这是通过一种类似于计算机中基本电子电路的设计技巧来实现的，即所谓的触发器。通过将输出信号循环回输入端，可以实现双稳态或在0和1之间切换。”来自基尔大学的Manuel Gruber。新分子具有在这样一个反馈回路中彼此耦合的三个特性：它们的形状(平面或平坦)，两个亚基的接近(称为配位(是或否))和自旋状态(高自旋或低自旋) -spin)。因此，分子被锁定在一种或另一种状态。一旦升华并沉积在银表面上，开关就会自组装成高度有序的阵列。这种阵列中的每个分子可以用扫描隧道显微镜分别寻址，并通过施加正或负电压在状态之间切换。
Manuel Gruber博士和有机化学教授Rainer Herges博士解释说：“我们的新型自旋开关仅需一个分子即可实现传统电子产品中由晶体管和电阻器等多种成分组成的目标。这是朝进一步小型化迈出的一大步。”下一步将是增加化合物的复杂性以实施更复杂的操作。
分子是可以以原子精度和可预测特性设计和制造的最小结构。它们对电或光刺激的反应以及其定制设计的化学和物理功能使其成为开发新型设备(例如可控表面催化剂或光学设备)的独特候选人。