В сравнение с традиционните електронни чипове, оптоелектронните чипове предлагат по-високи скорости на предаване и честотна лента. Сред тях оптичните сигнали могат да се предават със скоростта на светлината, предлагайки значителни предимства при високоскоростна комуникация и полета за предаване на данни. Очаква се наноустройствата с единични молекули като оптоелектронни функционални центрове да отговорят на търсенето на миниатюризация на устройството и да служат като крайъгълен камък за бъдещи молекулярни оптоелектронни устройства. Наскоро изследователи от Колежа по химия и молекулярно инженерство в Пекинския университет, ръководени от професор Xuefeng Guo, заедно със сътрудници, постигнаха радиация с висок квантов добив на фосфоресценция/флуоресценция чрез ковалентно закотвяне на молекулярни мостове, изолирани и защитени от циклодекстрини между графеновите електроди. Този пробив е успешно приложен в логически операции и комуникация в реално време. Свързаната работа е публикувана онлайн под заглавието „Логически операции и комуникация в реално време чрез регулируеми възбудени състояния в едномолекулни оптоелектронни чипове“ в списание „Химия“.
Професор Guo Xuefeng обясни, че към днешна дата все още има място за подобрение в производителността и стабилността на отделните молекули в устройствата, включително съотношението на превключване на полеви транзистори, квантов добив на светодиоди и работна честота на логически устройства. Сред тях свързването между молекулите и външната среда е критичен параметър. Силното свързване може да доведе до хибридизация на молекулите с външния свят, докато слабото свързване може да отслаби модулационния ефект на външните стимули, призовавайки за по-нататъшно развитие на молекулярното инженерство, инженерството на интерфейса и инженерството на електродите.
„Следователно, въз основа на нашата предишна поредица от проучвания, нашият екип разработи друго многофункционално едномолекулно оптоелектронно устройство, състоящо се от центриран в платина молекулярен мост, капсулиран отциклодекстрини, графенови електроди с наномащабни междини и силиконов субстрат. Двата циклодекстрина от двете страни отслабват връзката между молекулата и околната среда, като по този начин се избягват съответните нерадиационни процеси. Графеновите електроди могат да образуват здрав ковалентен интерфейс с молекулата, постигайки допълнително мултимолекулна интеграция", каза професор Guo Xuefeng.
Янг Чен, първият автор на статията и постдокторант в Пекинския университет, заяви, че по-нататъшната настройка и селективното излъчване на флуоресценция и фосфоресценция може да позволи цялостни двоични и троични логически операции, както и комуникация в реално време. Многофункционални и ефективни едномолекулни оптоелектронни устройства свързват молекулярната електроника с практически полупроводникови приложения, демонстрирайки разрушителните предимства на едномолекулните оптоелектронни устройства. Те осигуряват техническа поддръжка за преодоляване на технологичните бариери и разработване на нови принципни устройства, което представлява важна стъпка за едномолекулните устройства да преминат от лабораторията към индустриалното производство.
