据 李铁成 报道，物理学组织网站2018年10月16日讯，未来电子产业的发展取决于是否能够找到替代并超越现有硅基半导体技术的新途径。分子电子学被认为是较为可行的前沿技术方向之一。近期，瑞典皇家理工学院研究工作使纳米尺度电极的大规模生产成为可能，有望推动分子电子学快速发展。该项研究工作由瑞典皇家理工学院微纳系统系的一个研究团队完成，他们开发出一种能完成数千万量级纳米尺度分子结生产的新技术。这些分子结由一对间距为纳米尺寸的微型电极构成，可对分子进行俘获和电子学测试，是分子电子学研究的必备工具。   
       新技术采用将金薄膜覆盖在易碎材料上形成裂缝的方法构建分子结，可应用于100毫米直径硅晶圆生产工艺，在5小时内可生产2千万个电极间距小于10纳米的纳米分子结。此外，瑞典皇家理工学院研究团队还与荷兰代尔夫特理工大学范德桑特实验室合作对制造出的分子结进行了电学测试，他们将分子电子学领域广泛使用的参考分子陷俘在宽度小于10纳米的分子结电极间隙中进行研究，发现新的生产技术不会阻碍分子结的形成。研究人员指出，新技术突破了纳米尺度电极间距分子结器件的大规模生产的瓶颈，使未来单分子电子器件的制造成为可能。   
       新技术的关键性环节是形成能产生量子隧道效应的纳米级电极间隙，使电路中的电子可以跨越势垒实现隧穿。这种断裂结的尺寸通常只有几个原子量级，可以切断电流流动。然而，由于间隙过于狭窄，能量足够大的电子可以越过这个区域实现隧穿。这些隧穿电子可形成微弱但可量测的隧穿电流，这种电流对间隙的尺寸级间隙中的纳米分子十分敏感。   
       断裂分子结是实现单分子电路测试的最佳技术途径，有望实现超灵敏高速分子探测。然而，隧道断裂分子结每次只能实现一个间隙的制造，阻碍了该技术的应用。为解决这一问题，瑞典皇家理工学院研究团队首先采用光刻技术在氮化钛表面覆盖一层金薄膜形成堆栈结构，然后将其放置于硅晶圆表面，在集中应力作用下堆栈结构形成缺口，当堆栈下方的硅被去除（此过程被称作释放腐蚀工艺）后，在氮化钛中预先设计好的位置便会形成微型裂隙以释放应力，从而进一步使金薄膜发生形变，逐渐形成跨越裂缝的原子级尺寸细丝，细丝断裂后便形成宽度小于10纳米的电极间隙。   
       研究人员指出新技术还可应用于除金以外的其他导体材料，潜在的应用领域包括分子电子学、自旋电子学、纳米等离子体学和生物传感等。