| 主权项 |
1.一种分子装置,其包含: 一源极区及一汲极区; 一分子媒质,延伸于该源极区与该汲极区之间,其 中该分子媒质系包含具有一金属-金属键结错合物 单层与一有机单层之交替单层的薄膜;及 一绝缘层,介于该源极区、该汲极区及该分子媒质 之间。 2.如申请专利范围第1项之分子装置,其中该源极区 及该汲极区系为电极。 3.如申请专利范围第1项之分子装置,其中该电极及 该分子媒质系配置于一基材上。 4.如申请专利范围第1项之分子装置,其另外包含一 闸极区,配置成与该分子媒质相邻且相间隔。 5.如申请专利范围第4项之分子装置,其中该闸极区 系配置于一基材上,且位于该绝缘层下。 6.如申请专利范围第1项之分子装置,其中该源极区 、该汲极区及该分子媒质系配置于该绝缘层上,且 其中该绝缘层系配置于该基材上。 7.如申请专利范围第1项之分子装置,其中该源极区 、该汲极区及配置于其间之分子媒质系于绝缘材 料上配置成垂直排列,该绝缘材料系为基材。 8.如申请专利范围第7项之分子装置,其进一步包含 介于该基材与该源极区、该汲极区及该分子媒质 之间的闸极区。 9.如申请专利范围第1项之分子装置,其中该分子媒 质系为分子开关媒质。 10.如申请专利范围第1项之分子装置,其中该薄膜 系藉由包括下列步骤之方法制备: (1)于基材表面上施加下式所示之第一键合基化合 物: G1-键合基a-G2 于该基材上产生第一键合基化合物的底涂层,其中 G1系为可与该基材表面相互作用之官能基;G2系为 可与金属-金属键结错合物相互作用之官能基;且 键合基a系为键结于G1及G2之二官能性有机基团; (2)于该底涂层上施加金属-金属键结错合物层,以 于该底涂层上产生金属-金属键结错合物单层;该 金属-金属键结错合物系选自由下式所示之化合物 所组成之群: 及其组合物;其中: Lax系为轴向配位体; Leq系为赤道配位体;其中两赤道配位体一起形成双 配位基配位体Q.W;其中各Q.W系个别选自由下列者组 成之群:N.N、N.O、O.N、N.S、S.N、N.P、P.N、O.S、S.O、 O.O、P.P及S.S配位体; M系为过渡金属; 其中 系为桥联基团,个别 选自由下列者组成之群:SO42-、MoO42-、WO42-、ZnCl42- 及二羧酸根;且 其中m系为由1至25之整数,且n系为0至6; (3)于该金属-金属键结错合物单层上施加下式所示 之第二键合基化合物 G3-键合基b-G4 以于该金属-金属键结错合物单层上产生有机单层 ;其中G3及G4系相同或相异官能基,可与金属-金属键 结错合物相互作用;且键合基b系为键结于G3及G4之 单键或二官能性有机基团;且视情况 (4)依序重复步骤(2)及(3)至少一次,以产生逐层生长 薄膜,其具有一金属-金属键结错合物单层与一有 机单层之交替层。 11.如申请专利范围第10项之分子装置,其中该金属- 金属键结错合物中之过渡金属系选自由下列者组 成之群:Cr24+, Mo24+, Re26+, Re25+, Re24+, Ru25+, Ru26+, Rh24+ 及其组合。 12.如申请专利范围第10项之分子装置,其中该基材 系选自由下列者组成之群:金属、金属氧化物、半 导体材料、金属合金、半导体合金、聚合物、有 机固体、及其组合。 13.如申请专利范围第12项之分子装置,其中该基材 系选自由下列者组成之群:Au、ITO、SiO2及一电极。 14.如申请专利范围第10项之分子装置,其中该薄膜 系具有金属-金属键结错合物单层与有机单层之1 至100层交替单层。 15.如申请专利范围第1项之分子装置,其中该薄膜 系藉由包括下列步骤之方法制备: (a)于一基材表面上施加包含下列物质之溶液: (i)一金属-金属键结错合物,选自由下式所示之化 合物所组成之群: 及其组合物;其中 Lax系为轴向配位体; Leq系为赤道配位体;其中两赤道配位体一起形成双 配位基配位体Q.W;其中各Q.W系个别选自由下列者组 成之群:N.N、N.O、O.N、N.S、S.N、N.P、P.N、O.S、S.O、 O.O、P.P及S.S配位体; M系为过渡金属; 其中 系为桥联基团,个别 选自由下列者组成之群:SO42-、MoO42-、WO42-、ZnCl42- 及二羧酸根;且 其中m系为由1至25之整数,且n系为0至6; (ii)由下式所示之键合基化合物: G3-键合基b-G4 其中G3及G4系相同或相异之官能基,可与金属-金属 键结错合物相互作用;且键合基b系为键结于G3及G4 之单键或二官能性有机基团;及 (iii)一溶剂;且 (b)蒸发该溶剂,以于该基材上产生分子媒质之薄膜 。 16.一种分子装置,其包括: 一源极区及一汲极区; 一分子媒质,延伸于该源极区与该汲极区之间,该 分子媒质系包括一薄膜,其具有一金属-金属键结 错合物单层与一有机单层的交替单层,系藉由逐层 生长制备; 一闸极区,配置于该分子媒质旁且与之相间隔,及 一绝缘层,介于该闸极区与该源极区、该汲极区及 该分子媒质之间。 17.如申请专利范围第16项之分子装置,其中该源极 区、分子媒质及汲极区系配置于一基材表面上,该 绝缘层系配置于该分子媒质上,且自该源极区延伸 至该汲极区,而该闸极区系配置于该绝缘层上。 18.如申请专利范围第16项之分子装置,其中该闸极 区系配置于基材表面上以作为闸极层,该绝缘层系 配置于该闸极层上,而该源极区、分子媒质及汲极 区系配置于该绝缘层上。 19.如申请专利范围第17项之分子装置,其中该基材 系包含一可挠性材料。 20.如申请专利范围第19项之分子装置,其中该可挠 性材料系包含塑料。 21.如申请专利范围第16项之分子装置,其中该分子 媒质系为分子开关媒质。 22.如申请专利范围第16项之分子装置,其中该分子 媒质系包括一薄膜,具有一金属-金属键结错合物 单层与一有机单层之交替单层。 23.如申请专利范围第22项之分子装置,其中该薄膜 系藉由包括下列步骤之方法制备: (1)于一基材之一表面上施加由下式所示之第一键 合基化合物: G1-键合基a-G2 产生第一键合基化合物之底涂层;其中G1系选自由 下列者组成之群:Cl3Si及SH;G2系选自由下列者组成 之群:4-啶基及4-氰基苯基;且键合基a系选自由下 列者组成之群:C1-C8伸烷基、C1-C8烯二基、C1-C8炔二 基及1,4-伸芳基; (2)于该底涂层上施加金属-金属键结错合物,以于 该底涂层上施加金属-金属键结错合物单层;其中 该金属-金属键结错合物系选自由下式所示化合物 所组成之群: 及其组合物;其中 Lax系为轴向配位体; Leq系为赤道配位体;其中两赤道配位体一起形成双 配位基配位体Q.W;其中各Q.W系个别选自由下列者组 成之群:N.N、N.O、O.N、N.S、S.N、N.P、P.N、O.S、S.O、 O.O、P.P及S.S配位体; M系为过渡金属; 其中 系为二羧酸根桥联基 团,个别选自由下式所示化合物所组成之群: 及其混合物;且 其中m系为由1至12之整数,且n系为0至3; (3)于该金属-金属键结错合物单层上施加下式所示 之第二键合基化合物: G3-键合基b-G4 以于该金属-金属键结错合物单层上产生有机单层 ;其中G3及G4系相同或相异官能基,可与金属-金属键 结错合物相互作用;且键合基b系为键结于G3及G4之 单键或二官能基;且视情况 (4)依序重复步骤(2)及(3)至少一次,以产生逐层生长 薄膜,其具有一金属-金属键结错合物单层与一有 机单层之交替单层。 24.如申请专利范围第23项之分子装置,其中该金属- 金属键结错合物中之过渡金属系选自由下列者组 成之群:Cr24+、Mo24+、Re26+、Re25+、Re24+、Ru25+、Ru26+ 、Rh24+及其组合物。 25.一种分子装置,包括: 一源极区及一汲极区; 一分子媒质,延伸于该源极区与该汲极区之间,该 分子媒质系包括一薄膜,其具有一金属-金属键结 错合物单层与一有机单层的交替单层;及 一绝缘层,介于该闸极区与该源极区、该汲极区及 该分子媒质之间。 26.如申请专利范围第25项之分子装置,其进一步包 含闸极区,配置成与该分子媒质相邻且相间隔。 图式简单说明: 图1出示一2-接头侧向装置结构,收纳有金属-金属 键结层,以作为介于两电极之间的活性开关媒质。 图2出示一3-接头侧向装置结构,收纳金属-金属键 结层,以作为介于源极与汲极之间的活性开关媒质 ,且藉绝缘体分隔闸极。 图3出示一2-接头垂直装置结构,收纳金属-金属键 结层,以作为介于两电极之间的活性开关媒质。 图4出示一3-接头垂直装置结构,收纳金属-金属键 结层,作为介于源极与汲极之间的活性开关媒质, 且藉绝缘体分隔闸极。 图5出示一原子力显微镜影像,显示金属-金属键结 错合物之逐层生长,其中Rh-Rh系为金属-金属键结, 且1,2-双(4-啶基)乙烯系为配位体。 图6出示一原子力显微镜剖面图,显示金属-金属键 结错合物之逐层生长,其中Rh-Rh系为金属-金属键结 ,且1,2-双(4-啶基)乙烯系为配位体(对应于图1中 之影像)。介于金属电极之间的距离系出示于(a)金 属-金属键结错合物之逐层生长之前。该金属-金 属键结错合物自金属电极生长,缩小所测量之间隙 ,当金属-金属键结及配位体层数目增至(b)7双层(其 中1双层系为一金属-金属键结层及一配位体层)、( c)17双层及(d)30双层时,跨越介于电极之间的间隔。 一旦介于该电极之间的间隔被金属-金属键结错合 物所跨越,达到图7及图8中之I-V特性,显示电连及负 差电阻。 图7出示金属-金属键结错合物之室温I-V特性,其中 Rh-Rh系为金属-金属键结,且5,10,15,20-四(4-啶基)-21 H,23H-朴吩锌系为配位体。该错合物使用硫醇乙基 啶作为键合剂以自Au电极逐层生长。该装置系 制成侧向几何形状,金属电极间具有80奈米间隔。 该电极系沉积于位在经退化掺杂之矽基材上的40 奈米厚SiO2上。 图8出示金属-金属键结错合物之室温I-V特性,其中 Rh-Rh系为金属-金属键结,且1,2-双(4-啶基)-乙烯系 为配位体。该薄膜使用硫醇乙基啶作为键合剂 以自Au电极逐层生长。该装置系制成侧向几何形 状,金属电极间具有80奈米间隔。该电极系沉积于 位在经退化掺杂之矽基材上的40奈米厚SiO2上。 图9出示该金属-金属键结错合物之经旋涂多晶性 薄膜的原子力显微影像,其中Rh-Rh系为金属-金属键 结,且5,10,15,20-四(4-啶基)-21H,23H-朴吩锌系为配位 体。该错合物系沉积于Au电极上,该电极系沉积于 位在经退化掺杂之矽基材上的SiO2顶部。 图10系出示金属-金属键结错合物之室温I-V特性,其 中Rh-Rh系为金属-金属键结,而5,10,15,20-四(4-啶基) -21H,23H-朴吩锌系为配位体。该错合物系沉积于具 有Au电极之装置结构顶部。该装置系制成侧向几 何形状,具有(A)80奈米间隔及(B)介于金属电极之间 的295奈米间隔。该电极系沉积于位在经退化掺杂 之矽基材上的40奈米厚SiO2上。 图11出示该金属-金属键结错合物之经旋涂多晶性 薄膜的原子力显微影像,其中Rh-Rh系为金属-金属键 结,且1,2-双(4-啶基)-乙烯系为配位体。该错合物 系沉积于Au电极上,该电极系沉积于位在经退化掺 杂之矽基材上的SiO2顶部。 图12系出示金属-金属键结错合物之室温I-V特性,其 中Rh-Rh系为金属-金属键结,而1,2-双(4-啶基)-乙烯 系为配位体。该错合物系藉旋涂法沉积于具有Au 电极之装置结构顶部。该装置系制成侧向几何形 状,具有(A)80奈米间隔(B)295奈米间隔,及(C)介于金属 电极之间的385奈米间隔。该电极系沉积于位在经 退化掺杂之矽基材上的40奈米厚SiO2上。 |
