9月1日消息,据英国皇家化学会《化学世界》报道,中国研究人员制造出迄今最长的单金属原子链——长度超过4000个铜原子,这一碳鞘包覆的原子导线有望在新电子平台及基础物理研究中获得广泛应用,但其可扩展性仍存疑问。
单金属原子链是极致的微型导线。随着硅芯片逼近物理极限,原子级导线可能在新一代电子器件平台中发挥作用。但北京高压科学与技术先进研究中心(HPStar)李阔指出,由于长期难以可靠合成,单金属原子链的基础性质研究一直非常稀缺;已有报道的有机配体稳定链很少超过10个原子。
李阔团队从酞菁铜晶体出发,晶体中规则排列的铜(II)离子各由平面酞菁环内的四个氮原子配位。当压力升高至21.5GPa时,晶体沿铜离子平行轴方向收缩了46%,加热后这一变化不可逆,红外光谱证实配体发生聚合、形成将铜离子包覆在内的碳鞘。随后剥离块体单晶,即得到单根碳鞘包覆、长度超过4000个原子的金属原子链。进一步分析显示,相邻铜离子自旋交替使原子链呈反铁磁性,电导则由碳链内部中间层贡献。
团队正在制备更好的单晶并表征其他酞菁原子链。李阔表示,只要金属酞菁具有类似晶体结构,高压策略即可奏效,团队已用钴、镍、锌和氢验证了这一原理,其中氢酞菁的结果说明金属并非反应驱动力,印证了有机框架反应的普适性。
(来源:Chemistry World)