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  分子電子學(xué)的潛在應(yīng)用是在納米尺度上取代傳統(tǒng)的硅基電路，由此提出了基于馮-諾依曼結(jié)構(gòu)的分子晶體管和分子開關(guān)等原型器件。為滿足現(xiàn)代技術(shù)的高速迭代，分子電子學(xué)的發(fā)展方向也相應(yīng)地不斷拓展和更新。例如，人工智能的深入發(fā)展提出了對(duì)馮-諾依曼架構(gòu)以外的器件的需求，以實(shí)現(xiàn)存算一體和類腦計(jì)算等信息技術(shù)，而分子器件具有能耗低、體積小、調(diào)控手段多樣和響應(yīng)靈敏等優(yōu)勢(shì)，在高通量高存量運(yùn)算等前沿領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

  非馮-諾依曼架構(gòu)中的一個(gè)核心器件是憶阻器，一種能通過(guò)電壓觸發(fā)元件電阻變化并有記憶電流功能的電子元件。為了探索分子器件在憶阻器件中地應(yīng)用可能性，發(fā)展具有電場(chǎng)響應(yīng)性的分子器件具有重要意義。近日，華南理工大學(xué)趙祖金教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一類具有雜環(huán)?苯環(huán)不對(duì)稱堆積的折疊分子，他們發(fā)現(xiàn)這些分子由于空間共軛作用形成的折疊二級(jí)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)電場(chǎng)的極化作用下可以發(fā)生弛豫錯(cuò)位，導(dǎo)致量子干涉態(tài)的變化，從而實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)的切換，并根據(jù)該系列分子的電刺激響應(yīng)性，提出了分子憶阻元件的設(shè)計(jì)思路。

圖1. 雜環(huán)?苯環(huán)堆積的折疊分子結(jié)構(gòu)及其在不同偏壓下的電導(dǎo)行為，并結(jié)合靜電勢(shì)和軌道分布分析折疊分子電導(dǎo)態(tài)切換的原因。

圖2. 雙電極電化學(xué)調(diào)控中，不同量子干涉態(tài)在正負(fù)偏壓下表現(xiàn)出不同的電導(dǎo)變化趨勢(shì)，由此實(shí)現(xiàn)開關(guān)比的調(diào)控；在分子結(jié)懸停的實(shí)驗(yàn)中，f-Fu和f-Th表現(xiàn)出不同電導(dǎo)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。

圖3. 空間共軛折疊分子在不同電場(chǎng)下的電輸運(yùn)行為的示意圖及其電刺激響應(yīng)性在易失性憶阻元件（如真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和類突觸電路）中的潛在應(yīng)用和器件設(shè)計(jì)。

  全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42028-5.pdf