الکترونیک مقیاس الکترونی، یا الکترونیک تک مولکولی، شاخه ای از نانوتکنولوژی است که از تک مولکول ها یا ساختاری با مقیاس نانو از مولکول ها به عنوان جز الکترونیکی استفاده می کند. به دلیل اینکه تک مولکول ها کوچکترین ساختارهای پایدار قابل تصور را تشکیل می دهند، این کوچک سازی هدف اصلی برای کوچک کردن اندازهٔ مدارهای الکترونی است.
... [مشاهده متن کامل]
این رشته معمولاً الکترونیک مولکولی خوانده می شود اما این نام برای اشاره به رشتهٔ نامربوط پلیمرهای رسانا و الکترونیک ارگانیک که از ویژگی های مواد مولکولی برای تأثیرگذاری روی ویژگی های حجمی بهره می برند نیز استفاده می شود.
وسایل الکترونیکی به صورت مرسوم از مواد حجیم درست می شوند. از زمان اختراع آن ها در سال ۱۹۵۸، کارایی و پیچیدگی مدارهای درونی رشد بسیار زیادی داشته اند، یک روند به نام قانون مور، اندازه اجزا نیز کوچک شده اند. با کوچکتر شدن ساختارها، حساسیت انحراف نیز بیشتر می شود. وقتی که کوچکترین اندازه ساختارها به ۱۳ نانومتر می رسد، حساسیت دستگاه ها باید با دقت چند اتم کنترل شود برای اینکه دستگاه قابلیت انجام کار را داشته باشد. با افزایش استفاده از روش های جاگیر که هزینه زیادی را دربردارند، ایده ای شکل گرفت که به جای استفاده از روش های معمول و استفاده از مواد حجیم، می توان اجزا را به صورت اتم به اتم در آزمایشگاه ساخت. این ایده پشت الکترونیک مولکولی است. در الکترونیک تک مولکولی، مواد حجیم با تک مولکول ها جایگزین می شوند. به جای درست کردن اجزا به وسیلهٔ حذف یا اضافه کردن مواد زیر نظر یک الگوی خاص، اتم ها در یک آزمایشگاه شیمی کنار هم قرار می گیرند. در این روش، میلیاردها میلیارد کپی هم زمان ساخته می شوند ( معمولاً بیش از ۲۰^۱۰ مولکول به صورت هم زمان ساخته می شوند ) درحالی که جایگیری هر مولکول به صورت اتمی کنترل می شود. مولکول های استفاده شده ویژگی هایی دارند که به اجزای الکترونیکی مانند سیم، ترانزیستور یا یکسوکننده شباهت دارند.
الکترونیک تک مولکولی یک رشتهٔ نوظهور است و مدارهای الکترونیکی که فقط از اجزای مولکولی تشکیل شده اند هنوز از فهمیدن بسیار دور هستند. اما درخواست ناتمام برای قدرت بیشتر محاسباتی و محدودیت های ذاتی روش های لیتوگرافی حال حاضر، تحول را اجتناب ناپذیر می کند. در حال حاضر، تمرکز روی پیدا کردن مولکول ها با ویژگی های جالب و پیدا کردن راه هایی برای برقراری ارتباطی قابل اطمینان بین اجزای مولکولی و مواد حجیم است.
... [مشاهده متن کامل]
این رشته معمولاً الکترونیک مولکولی خوانده می شود اما این نام برای اشاره به رشتهٔ نامربوط پلیمرهای رسانا و الکترونیک ارگانیک که از ویژگی های مواد مولکولی برای تأثیرگذاری روی ویژگی های حجمی بهره می برند نیز استفاده می شود.
وسایل الکترونیکی به صورت مرسوم از مواد حجیم درست می شوند. از زمان اختراع آن ها در سال ۱۹۵۸، کارایی و پیچیدگی مدارهای درونی رشد بسیار زیادی داشته اند، یک روند به نام قانون مور، اندازه اجزا نیز کوچک شده اند. با کوچکتر شدن ساختارها، حساسیت انحراف نیز بیشتر می شود. وقتی که کوچکترین اندازه ساختارها به ۱۳ نانومتر می رسد، حساسیت دستگاه ها باید با دقت چند اتم کنترل شود برای اینکه دستگاه قابلیت انجام کار را داشته باشد. با افزایش استفاده از روش های جاگیر که هزینه زیادی را دربردارند، ایده ای شکل گرفت که به جای استفاده از روش های معمول و استفاده از مواد حجیم، می توان اجزا را به صورت اتم به اتم در آزمایشگاه ساخت. این ایده پشت الکترونیک مولکولی است. در الکترونیک تک مولکولی، مواد حجیم با تک مولکول ها جایگزین می شوند. به جای درست کردن اجزا به وسیلهٔ حذف یا اضافه کردن مواد زیر نظر یک الگوی خاص، اتم ها در یک آزمایشگاه شیمی کنار هم قرار می گیرند. در این روش، میلیاردها میلیارد کپی هم زمان ساخته می شوند ( معمولاً بیش از ۲۰^۱۰ مولکول به صورت هم زمان ساخته می شوند ) درحالی که جایگیری هر مولکول به صورت اتمی کنترل می شود. مولکول های استفاده شده ویژگی هایی دارند که به اجزای الکترونیکی مانند سیم، ترانزیستور یا یکسوکننده شباهت دارند.
الکترونیک تک مولکولی یک رشتهٔ نوظهور است و مدارهای الکترونیکی که فقط از اجزای مولکولی تشکیل شده اند هنوز از فهمیدن بسیار دور هستند. اما درخواست ناتمام برای قدرت بیشتر محاسباتی و محدودیت های ذاتی روش های لیتوگرافی حال حاضر، تحول را اجتناب ناپذیر می کند. در حال حاضر، تمرکز روی پیدا کردن مولکول ها با ویژگی های جالب و پیدا کردن راه هایی برای برقراری ارتباطی قابل اطمینان بین اجزای مولکولی و مواد حجیم است.
