东京工业大学理学院化学系博士一年级的原岛崇德和西野智昭副教授与筑波大学的小野伦也副教授（现为神户大学教授）等人组成的研究小组，成功开发了能以良好的再现性形成稳定的单分子器件的技术。
研究背景
近年来，利用物质的最小单位——分子制造计算机的分子电子备受期待。因为目前的计算机和智能手机等使用的半导体集成电路在不久的将来会达到微细化的极限，无法再进一步实现小型化。
因此，为实现新型计算机，业界正在积极研究和开发具备晶体管等功能的单分子器件。不过，使用单分子的器件具有形成概率低、且容易断裂的缺点。为实现分子电子，亟需开发能以良好的再现性稳定形成单分子器件的技术。
研究成果
单分子器件是指在一个分子上形成导线和开关等功能的器件。利用该技术有望实现以分子为基础制作极微小电子电路的分子电子。但以前开展的关于分子电子的研究存在课题，单分子器件的稳定性非常低。
此次的技术利用高分子实现了更稳定的结构，能将器件的保持时间提高至3.6倍，再现率提高至5.2倍。随着这两项性能的提高，器件的稳定性比采用以往的技术时大幅提高21倍。另外，流动单分子器件的电流噪声比以前降低40％，这项性能的提高对传输电信号来说至关重要。
另一方面，研究小组通过基于第一性原理计算的理论模拟确认，这项采用高分子的技术也以与原来的单分子器件相同的机制进行电传导。该技术被认为具有通用性，可以应用于各种分子，有望实现具备多种功能的单分子器件。
图1：利用高分子形成的单分子器件
此次开发的技术解决了单分子器件以前存在的课题，可以说为利用分子构成电子电路、即实现分子电子提供了现实解决方案。相关研究成果已发布在德国化学会4月29日发行的期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。(日文发布全文）
文：JST客观日本编辑部
