二維有機導體庫侖阻塞現象獲證實
- 發佈時間：2016-01-06 01:30:38 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京1月5日電 （記者華淩）日本大阪大學一個研究小組首次成功證明，在二維有機導電聚合物薄膜上存在庫侖阻塞現象，他們還通過量子計算和電導率模型實驗驗證了相關理論依據。該研究結果或可顛覆對有機導體傳導機制的傳統理解，並有助於設計有機分子器件的性能。
當顆粒尺度達到奈米級，體系電荷便“量子化”，即充電放電過程是不連續的，導致電子不能集體傳輸，而是一個一個單電子輸運，這稱為庫侖阻塞效應。
目前，有機設備越來越多，其中如由廉價的碳基低分子合成的導電聚合物，通過結構的改變會具有金屬、半導體和絕緣體所具有的一些特性，因而可用於多種設備。但有機導體的導電性能還沒有得到充分理解，其在低溫下的非線性導電原理一直是個謎。
據物理學家組織網1月4日報道，大阪大學研究人員創建了一層規則排列的己基噻吩（P3HT）二維超薄單分子膜，然後將這層僅約1奈米厚的分子膜附著到帶隙小于1微米的金屬電極上，來測定導電性。在分子膜中流動的電流顯示出了典型的庫侖阻塞特徵。通過計算在分子膜中的電荷離域，研究人員從理論上證明了有機薄膜中存在庫侖阻塞，並且驗證了在二維薄膜中導電部分的分佈模型。
過去認為，庫侖阻塞效應只在極低溫度下發生於低維度無機顆粒聚集體上，而新研究表明，在室溫下有機導體也會發生庫侖阻塞效應。
該研究結果刊登在最新一期《物理評論快報》上。
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