[发明专利]强极化分子及应用其制备的单分子场效应晶体管

说明书

本发明提供了下述通式的强极化分子：其中，A表示极化率大于2C·m²/V的基团；R₁、R₂分别表示氢、卤素、羟基、氨基、氰基、硝基、羧基、C_1‑12烷基、C_1‑12烷氧基、卤代C_1‑12烷基、卤代C_1‑12烷氧基、羟基C_1‑12烷基、羟基C_1‑12烷氧基或C_1‑12烷基氨基；x₁、x₂分别表示0或不小于1的整数；y₁、y₂分别表示0或不小于1的整数。本发明还提供了一种强极化分子‑石墨烯分子异质结，及一种单分子场效应晶体管，其包括衬底、栅极、介电层及强极化分子‑石墨烯分子异质结；所述介电层位于所述栅极与强极化分子‑石墨烯分子异质结之间。本发明提供的单分子场效应晶体管能够实现高效的栅调控。

技术领域

本发明涉及单分子电子器件技术领域，特别是涉及强极化分子及应用其制备的单分子场效应晶体管。

背景技术

在目前的半导体工业中，晶体管构成了电子电路的核心，是当代数字革命的基石。自1947年第一个关于晶体管的模型提出以来，科研工作者们发展出了多种形式的晶体管，其基本原理是：通过在栅极施加适当的电压，由于介电层的电容作用可以改变绝缘层和半导体层界面处的载流子浓度，从而可以调控源漏电极之间的电流。因而，一方面，可以实现开关的逻辑功能；另一方面，由于输出功率高于输入功率，因而晶体管有放大器的功能。同样地，在单分子电子学领域，单分子场效应晶体管也引起了科研工作者们极大的兴趣。区别于传统的场效应晶体管，在单分子异质结中，施加栅压可以调控分子的静电势，从而改变分子的能级，一方面可以调控分子的导电特性，另一方面可以得到分子的振动模式、激发态以及和振动相关的一些信息。但是，在现有技术中，单分子场效应晶体管还仅停留在概念阶段，并未真正实现。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种强极化分子及应用其制备的单分子场效应晶体管。具体技术方案如下：

本发明首先提供了通式(I)所示的强极化分子：

其中，A表示极化率大于2C·m²/V的基团；

R₁、R₂分别表示氢、卤素、羟基、氨基、氰基、硝基、羧基、C_1-12烷基、C_1-12烷氧基、卤代C_1-12烷基、卤代C_1-12烷氧基、羟基C_1-12烷基、羟基C_1-12烷氧基或C_1-12烷基氨基中的任一种；

x₁、x₂分别表示0或正整数，优选地，0≤x₁≤3；0≤x₂≤3；更为具体地地，x₁、x₂分别表示0、1、2或3；

y₁、y₂分别表示0或正整数，优选地，0≤y₁≤2，0≤y₂≤2；更为具体地地，y₁、y₂分别表示0、1或2。

在本发明的一些实施方式中，x₁、x₂可以相同，也可以不相同；

类似地，在本发明的一些实施方式中，y₁、y₂可以相同，也可以不相同；

本发明的一些实施方式涉及前述的通式(I)所示的强极化分子，其中，A表示：