Geleneksel elektronik çiplerle karşılaştırıldığında optoelektronik çipler daha yüksek iletim hızları ve bant genişliği sunar. Bunlar arasında optik sinyallerin ışık hızında iletilebilmesi, yüksek hızlı iletişim ve veri iletimi alanlarında önemli avantajlar sunuyor. Optoelektronik fonksiyonel merkezler olarak tek moleküllü nano cihazların, cihaz minyatürleştirme talebini karşılaması ve gelecekteki moleküler optoelektronik cihazlar için temel taşı olarak hizmet etmesi bekleniyor. Son zamanlarda, Profesör Xuefeng Guo liderliğindeki Pekin Üniversitesi Kimya ve Moleküler Mühendislik Fakültesi'nden araştırmacılar ve işbirlikçileri, grafen elektrotlar arasında siklodekstrinler tarafından yalıtılmış ve korunan moleküler köprüleri kovalent olarak sabitleyerek yüksek kuantum verimli fosforesans/floresan radyasyonu elde ettiler. Bu buluş mantıksal işlemlerde ve gerçek zamanlı iletişimde başarıyla uygulandı. İlgili çalışma 'Kimya' dergisinde 'Mantıksal İşlemler ve Tek Moleküllü Optoelektronik Çiplerde Ayarlanabilir Uyarılmış Durumlar Yoluyla Gerçek Zamanlı İletişim' başlığı altında çevrimiçi olarak yayınlandı.
Profesör Guo Xuefeng, bugüne kadar, alan etkili transistörlerin anahtarlama oranı, ışık yayan diyotların kuantum verimi ve mantık cihazlarının çalışma frekansı dahil olmak üzere, cihazlardaki bireysel moleküllerin performansı ve stabilitesinde iyileştirme için hala yer bulunduğunu açıkladı. Bunlar arasında moleküller ile dış çevre arasındaki bağlantı kritik bir parametredir. Güçlü bağlanma, moleküllerin dış dünya ile hibridizasyonuna yol açabilirken, zayıf bağlanma, dış uyaranların modülasyon etkisini zayıflatabilir ve moleküler mühendislik, arayüz mühendisliği ve elektrot mühendisliğinde daha fazla gelişmeyi gerektirebilir.
"Bu nedenle, önceki çalışmalarımıza dayanarak ekibimiz, kapsüllenmiş platin merkezli bir moleküler köprüden oluşan çok işlevli, tek moleküllü bir optoelektronik cihaz geliştirdi.siklodekstrinler, nano ölçekli boşluklara sahip grafen elektrotlar ve bir silikon substrat. Her iki taraftaki iki siklodekstrin, molekül ile çevre arasındaki bağlantıyı zayıflatır, böylece karşılık gelen ışınımsız işlemlerden kaçınılır. Grafen elektrotları molekül ile sağlam bir kovalent arayüz oluşturarak çoklu molekül entegrasyonunu daha da artırabilir" dedi Profesör Guo Xuefeng.
Makalenin ilk yazarı ve Pekin Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Yang Chen, floresans ve fosforesansın daha fazla ayarlanması ve seçici emisyonunun, kapsamlı ikili ve üçlü mantık işlemlerinin yanı sıra gerçek zamanlı iletişimi de mümkün kılabileceğini belirtti. Çok işlevli ve verimli tek moleküllü optoelektronik cihazlar, moleküler elektronik ile pratik yarı iletken uygulamaları arasında köprü kurarak tek moleküllü optoelektronik cihazların yıkıcı avantajlarını ortaya koyuyor. Tek moleküllü cihazların laboratuvardan endüstriyel üretime geçmesinde önemli bir adımı temsil eden, teknolojik engellerin aşılması ve yeni prensip cihazların geliştirilmesi için teknik destek sağlıyorlar.
