The invention discloses a single molecule device for measuring acceleration accurately and a method thereof. The invention is realized by mechanical controllable fragmentation (MCBJ) technology, micro nano processing technology and molecular self assembly technology. It can be used in molecular electronics, sensor measurement, and aerospace. The use of micro nano processing technology to produce nano electrode chip, using MCBJ device to build a gap controlled single molecular junctions, caused by the change of relative movement through the measurement of nano particles in nano gap position in the tunneling current, the precision measurement of acceleration corresponding to. Because of the change of the tunneling current value in distance on the tunnel is extremely sensitive (tunneling distance changes every 0.1 nm, corresponding to the tunneling current can be varied by 1 orders of magnitude), so you can change the current through the measurement of the tunnel, to achieve accurate detection of different acceleration. The application range of single molecule devices is extended, which provides a valuable reference for the development of single molecule devices and the development of molecular electronics.
【技术实现步骤摘要】
精密测量加速度的单分子装置
本专利技术属于一种构筑纳米点电极对弹性单分子结装置测量加速度的方法,具体涉及分子电子学,微纳电子学,运动物理学等领域。
技术介绍
分子电子学的迅速发展使得社会生活日趋微型便利化,其应用范围也越来越广。单分子的相关研究越来越深入,以分子为单位构筑的电子器件越来越多的被研究出来。用以研究单分子性质的单分子结的构筑方法也有很多,其中,机械可控裂结(MCBJ)技术以良好的稳定性和精密可控性优点得到广泛应用,所产生的分子结广泛应用于分子开关、分子整流器、分子二极管等分子电子器件的研究与制造。通过多识别位点单体的组装,以及各种弱相互作用可以发生分子间或分子与界面间的组装,而这种不受外力的自行聚集、组织成规则结构的分子自组装技术已被广泛运用于构建纳米材料器件中。同样,本专利技术利用分子自组装技术将弹性分子(双乙硫醇)组装到金电极上,然后利用电化学沉积技术将其中一端电极沉积一层金以覆盖此端电极上组装上去的分子,使得组装上去的分子只出现在另一端金电极上,同时也能够改善导电接触阻抗,增进信号传输。目前,在物理学领域,对加速度的测量除了实验上的操作方法外,实际应用中多使用加速度传感器,通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成,在传感器加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值,通常为电容式、电感式、应变式、压阻式和压电式等,这些加速度传感器能够测到的加速度值不会很小,当需要测量一些极小的加速度值时,它们并不能提供帮助,而弹性分子结内的金纳米粒子质量较小,受惯性力作用产生的位移也较小,产生的隧穿电流的变化 ...
【技术保护点】
一种精密测量加速度的单分子装置,其特征在于,包括机械可控裂结(MCBJ)装置、弹性钢片、绝缘层(聚酰亚胺)、电极(金)层、沉积层(金)、弹性分子(双乙硫醇)和金纳米粒子;所述弹性钢片、绝缘层(聚酰亚胺)、电极(金)层和沉积层(金)制作形成分子结的芯片;弹性分子(双乙硫醇)和金纳米粒子则用于形成弹性分子结和产生隧穿电流;MCBJ装置可连续弯曲芯片以调节芯片纳米间隙大小。
【技术特征摘要】
1.一种精密测量加速度的单分子装置,其特征在于,包括机械可控裂结(MCBJ)装置、弹性钢片、绝缘层(聚酰亚胺)、电极(金)层、沉积层(金)、弹性分子(双乙硫醇)和金纳米粒子;所述弹性钢片、绝缘层(聚酰亚胺)、电极(金)层和沉积层(金)制作形成分子结的芯片;弹性分子(双乙硫醇)和金纳米粒子则用于形成弹性分子结和产生隧穿电流;MCBJ装置可连续弯曲芯片以调节芯片纳米间隙大小。2.根据权利要求1所述的精密测量加速度的单分子装置,其特征在于,所述MCBJ装置具有优良的稳定性和较大的衰减因子,滑块位移量很大而芯片的弯曲量被衰减到很小,纳米电极间的间隙大小可精确调控,形成的分子结稳定性也较高。3.根据权利要求1所述的精密测量加速度的单分子装置,其特征在于,所述弹性钢片、绝缘层(聚酰亚胺)和电极(金)层制作形成分子结的芯片由于使用弹性钢片作为基底,能够弯曲形变也能够复原,可以重复利用。而绝缘层(聚酰亚胺)一方面隔离基底和电极,另一方面在反应离子刻蚀获得悬空金电极时作为牺牲层。4.一种精密测量加速度的单分子结芯片,其特征在于,所述金纳米粒子一端连接弹性分子(双乙硫醇),在整套装置运动的过程中由于外力和金纳米粒子惯性的影响会产生类似弹簧的形变压缩或者扩张从而使得金纳米粒子与金...
【专利技术属性】
技术研发人员:向东,王玲,赵智凯,王璐,梅婷婷,倪立发,张天,张伟强,
申请(专利权)人:南开大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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