納米電子器件中的量子效應可以帶來經典電子元件中無法實現的新型功能。然而，量子行為也給納米尺度的電子器件帶來了巨大挑戰。近日，牛津大學James O. Thomas、Harry L. Anderson、Chen Zhixin、蘭卡斯特大學Colin J. Lambert通過量子干涉增強單分子晶體管的性能。
本文要點：
1) 作者通過實驗證明了這些效應，發現當電阻通道包含兩個破壞性干擾波時，分子晶體管的性能得到提高。作者在三端晶體管中使用與石墨烯電極耦合的鋅卟啉來證明其具有>104的電導開關比，a>7?kHz的工作頻率和>105個周期的穩定性。
2) 作者通過密度泛函理論計算再現了其行為，并將高性能追溯到分子軌道和石墨烯邊緣態之間的耦合。這些結果證明了納米電子傳輸的量子性質如何提高而不是降低器件性能，并突出了微型電子器件的未來發展方向。
Zhixin Chen et.al Quantum interference enhances the performance of single-molecule transistors Nature Nanotechnology 2024
DOI: 10.1038/s41565-024-01633-1
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01633-1
