美國加州大學洛杉磯分校17日表示，該校納米系統科學主任保羅·維斯領導的研究小組開發出了研究納米級材料相互作用的工具——雙掃描隧道顯微和微波頻率探針，可用于測量單個分子和接觸基片表面的相互作用。

    過去50年中，電子工業界努力遵循著摩爾定律：每兩年集成電路上晶體管的尺寸將縮小大約50%。隨著電子產品尺寸的不斷縮小，目前已到了需要制作納米級晶體管才能繼續保持摩爾定律正確性的地步。

    由于納米級材料和大尺寸材料所展現的特性存在差異，因此人們需要開發新的技術來探索和認識納米級材料的新特征。然而，研究人員在研發納米級電子元器件方面遇到的障礙是，人們沒有相應的能力去觀察如此小尺寸材料的特性。

    元器件間的連接是納米級電子產品至關重要的部分。就分子設備而言，分子極化性測量的范圍涉及到電子與單個分子接觸的相互作用。極化性測量有兩個重要方面，它們分別是接觸表面以次納米分辨率精度進行測量的能力，以及認識和控制分子開關兩個狀態的能力。

    為測量單個分子的極化性，研究小組研發出能夠同時進行掃描隧道顯微鏡測量和微波異頻測量的探針。借助探針的微波異頻測探，研究人員將能確定單個分子開關在基片上的位置，即使開關處于“關”的狀態也不例外。在開關定位后，研究人員便可利用掃描隧道顯微鏡變換開關的狀態，并測量每個狀態下單分子和基片之間的相互作用。

    維斯說，新開發的探針能夠獲取單分子和基片之間物理、化學和電子相互作用以及相互接觸的數據。維斯同時還是著名的化學和生化以及材料科學和工程教授。參與研究工作的還有美國西北大學的理論化學家馬克·瑞特奈和萊斯大學合成化學家詹姆斯·圖爾。

    據悉，研究小組新的測量探針所提供的信息集中在電子產品的極限范圍，而不是針對要生產的產品。此外，由于探針有能力提供多參數的測量，它有可能被研究人員用來鑒定復雜生物分子的子分子結構。