该领域的进展需要适当的合成和制备

2024, 01, 24 | 行业新闻

讨论了使用开关实现可逆计算的两种方法。其中一种方法的能量耗散与电压误差的平方成正比，而另一种方法的能量耗散原则上可以通过减慢计算速度来无限地减少。主要方法基本上是“通过逻辑”的扩展，该逻辑之前已与 nMOS（热时钟 nMOS）和 CMOS 传输门一起使用，以实现低能耗。第二种方法是一种基于类 CCD 操作的新型热力学可逆逻辑系统，该系统以可逆方式切换电荷包以实现低能量耗散。在自然界中，分子利用与其环境的相互作用来实现纳米长度尺度上的复杂功能。物理、化学和/或生物特异性通常是通过分子在微观不同状态之间的切换来实现的。典型的例子是细菌质子泵的能量产生或人类视觉中的信号转换，它们依赖于外部刺激在不同构型或构象之间切换分子。

这些自然过程具有可重复性和抗疲劳性，因此非常需要模仿自然并开发具有分子功能的人工系统。实现这一目标的一个有前途的途径是将分子开关锚定在表面，提供新的途径来控制其功能特性、应用电接触或将开关集成到更大的系统中。锚定在表面允许人们获得从单个分子开关到具有明确几何形状的自组装单分子层的全部范围，并定制分子与基质之间或吸附分子之间的耦合。该领域的进展需要合成和制备适当的分子系统，并控制适当的外部刺激，例如光、热或电流。为了优化开关和生成功能，必须阐明表面分子开关的几何结构、电子特性和动态相互作用。这个特殊部分“表面分子开关”收集了 17 篇描述该研究领域不同方面的贡献。

他们分析单个分子和分子群中的基本过程，其中涉及分子转换以及光学、电子或磁特性的伴随变化。两篇专题综述总结了当前的现状，包括金属表面分子开关领域的挑战和成就，其中一个重点关注电子和振动光谱，另一个重点关注扫描隧道显微镜研究。原创研究文章描述了该领域许多方面的成果，包括：各种基底上分子层的自组装、自组织和受控生长。高度有序的阵列为模型系统提供了非凡的结构特性，允许人们调整分子之间以及分子与基底之间的相互作用，并且可以从溶液中稳健地制备，这是应用的必要先决条件。吸附在金属和半导体上的分子的构象或电子转换表面。这些研究强调了控制表面分子转换的基本过程以及各种可能的刺激。碳基基材，例如石墨烯或碳纳米管。这些底物因其有效的二维性而引人注目，这意味着吸附分子的转换可以对底物产生显着的反作用。构象转换的机制。一些贡献研究了电子-振动子耦合和加热在电流引起的构象转换中的作用。

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