以單個或若幹分子聚集體為主體的分子電子器件不僅有利于實現器件的微小化和功能化，而且也是在分子尺度上研究材料本征物理化學現象和規律的有力平台。豐富的分子材料和靈活的化學設計、合成及自組裝方法再結合微納加工工藝，為分子器件提供了廣闊的發展空間和應用前景。如何有效地構築高性能、微小化和功能化的分子器件是該領域發展面臨的首要問題。針對這些問題，beat365的郭雪峰課題組近期應邀在《化學研究述評》（Accounts of Chemical Research）雜志上發表題為“Carbon Electrode−Molecule Junctions: A Reliable Platform for Molecular Electronics”的綜述，概述了該課題組利用“石墨烯-分子”異質結平台在分子電子學領域取得的系列進展（Acc. Chem. Res. 2015, 48, 2565−2575）。郭雪峰課題組博士後賈傳成和博士研究生馬邦俊是此論文的共同第一作者。此外，該課題組也對分子電子學整個領域發展情況進行總結，應邀在《化學綜述》（Chemical Reviews）上發表題為 “Molecular–Scale Electronics: From Concept to Function” 的長篇綜述論文(約123頁)，詳述了分子器件從概念走向功能化的過程，并深入分析了整個分子電子學領域的挑戰和發展方向（Chem. Rev. 2016, DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00680）。南開大學向東教授和郭雪峰課題組博士研究生王曉龍是該論文的共同第一作者。
郭雪峰課題組長期緻力于單分子電子器件研究，提出并發展了一種利用性能優異的石墨烯構築納米電極的新方法（Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2743−2748; Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12228–12232）。在該方法中，石墨烯經過精确的預加工形成鋸齒狀的納米級間隙，其邊緣會形成穩定的羧基，與含有氨基末端的分子發生化學反應，形成酰胺鍵化學連接的“石墨烯-分子”異質結，從而構建出穩定高效的分子器件。利用這種器件平台該課題組近期開展了一系列功能化的分子電子器件探索，包括單分子光響應開關器件研究（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3906–3910; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 125, 8666 –8670; Chem. Soc. Rev. 2013, 42. 5642–5660），微小化高性能分子晶體管研究（Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 6319−6323; Adv. Mater. 2010, 22, 20−32; Small 2015, 11, 2856−2861），以及超高靈敏的單分子傳感器研究（Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 8886−8890; Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2496−2502; Adv. Mater. 2013, 25, 3397–3408; Chem. Sci., 2015, 6, 2469–2473; J. Mater. Chem. B, 2015, 3, 5150−5154）。基于上述工作基礎，此次應邀發表的系列綜述既是對分子電子學領域的梳理總結，同時也引出對分子電子學領域發展的深入思考和整體思路，将會對分子電子學領域的發展起到積極引領作用。
該工作得到了國家自然科學基金委、科技部和教育部基金的資助。特别感謝韓國國立首爾大學Takhee Lee教授的合作。
原文鍊接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.5b00133
原文鍊接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.5b00680
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