據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2014年2月3日?qǐng)?bào)道，為了挑戰(zhàn)發(fā)光二極管(LED)最小化極限，法國史特拉斯堡大學(xué)、法國第六大學(xué)以及法國國家科學(xué)研究院的研究人員合作已經(jīng)開發(fā)出由單個(gè)分子構(gòu)成的LED。

該LED是由一根聚噻吩(polythiophene)線放置在掃描隧道顯微鏡和黃金表面之間而形成。它只有當(dāng)電流通過時(shí)才會(huì)沿某一方向發(fā)光。這個(gè)實(shí)驗(yàn)絕妙地揭示了電-光之間轉(zhuǎn)化設(shè)備的最小尺度。此外,它也代表了創(chuàng)建未來分子計(jì)算機(jī)組件向前邁進(jìn)了一大步。這項(xiàng)研究成果不久前已經(jīng)在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)雜志上發(fā)表。

從聚噻吩鏈上去除兩個(gè)電子時(shí)產(chǎn)生的雙極化子

LED本身就是一個(gè)當(dāng)電流通過時(shí)才會(huì)發(fā)光的組件, 只在某一方向讓光線通過。LED在日常生活中起著重要的作用如燈光指示器等，它們?cè)谡彰黝I(lǐng)域也是前景輝煌，在照明領(lǐng)域正在逐步掌控市場。LED的主要優(yōu)勢(shì)就是可以使其盡可能變得非常小，所以可以獲得點(diǎn)光源。考慮到這一點(diǎn)，LED最小型化障礙最近終于被法國研究人員所克服：他們聯(lián)合攻克難關(guān)，已經(jīng)生產(chǎn)出首例僅僅由一個(gè)分子構(gòu)成的LED。為了實(shí)現(xiàn)LED最小化的目標(biāo)，他們采用一根聚噻吩線，聚噻吩是一種良好的電導(dǎo)體。它是由氫、碳和硫三種元素組成的聚合物分子，而且可以用來制造更大的已經(jīng)進(jìn)入市場銷售的LED燈具。

聚噻吩線是一端連接掃描隧道顯微鏡尖端,另一端連接在黃金表面上。當(dāng)電流通過這根納米線時(shí)，科學(xué)家記錄了發(fā)出的光。他們觀察到用噻吩線制作的發(fā)光二極管:只有當(dāng)電子從掃描隧道顯微鏡的尖端發(fā)出流向黃金表面時(shí)，LED才會(huì)發(fā)光。當(dāng)極性逆轉(zhuǎn)時(shí),光發(fā)射則是微不足道的。與理論小組的科學(xué)家合作，研究表明當(dāng)納米線中一個(gè)負(fù)電荷(即一個(gè)電子)與一個(gè)正電荷(一個(gè)空穴)相結(jié)合時(shí)就會(huì)發(fā)光，而且將其大部分能量轉(zhuǎn)移給了光子。每10萬個(gè)電子注入噻吩線, 發(fā)射一個(gè)光子，其波長是在紅色區(qū)。

從基本的觀點(diǎn)來看,這個(gè)設(shè)備為研究人員提供了一種新工具，可以用來探測電導(dǎo)體發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。科學(xué)家也能夠優(yōu)化材料，以便產(chǎn)生更強(qiáng)的光發(fā)射。不過,這項(xiàng)工作在制造分子大小、融光電性質(zhì)為一體的組件方面已經(jīng)邁出了可喜的第一步。