来自丹麦，意大利和葡萄牙的一组研究人员最近发现了一种利用分子控制电子设备的新机制。研究人员已经证明，附着在石墨烯边缘的极性分子的铁电有序可以通过静电门进行切换，并可用于存储器件和传感器。

分子电子学旨在使用单个分子来控制电子学。大型分子库和修改它们的技术可以创造出比以前认为的更复杂的电子产品。正常的障碍是分子的小尺寸。可以创建它们，但它们难以处理。在普通材料中操纵足够小的特征以与单个分子电连接几乎是不可能的。

最常见的方法是所谓的机械断裂连接，它依赖于在足够小的电线中产生“裂缝”以桥接单个分子。显然，这不是一件容易的事，特别是因为分子在原子水平上有许多不同的方法连接到导线上。在纳米级接触中，即使是最小的差异也很重要。

来自丹麦技术大学的Jose Caridad提出了一种截然不同的方法：使用原子级较小的物质来捕获分子：0.3 nm宽的石墨烯边缘。

研究人员将石墨烯层夹在六方氮化硼晶体中 - 这可以起到绝缘体的作用。他们使用常见的蚀刻工艺雕刻方形器件，切割hBN-石墨烯-hBN夹层并使1原子薄石墨烯边缘暴露。

虽然这些设备通常对环境不是特别敏感，但研究人员发现了一种方法，使石墨烯设备以意想不到的方式对水分子起反应。这个想法是控制边缘化学：研究人员将不同的原子连接到石墨烯边缘，然后将它们暴露在水蒸气和其他极性分子中。由于氟终止（这是常见的），石墨烯几乎没有响应。相反，使用氧气，石墨烯装置对极性分子的存在变得更加敏感。

一系列实验表明极性分子可以通过用户控制的电场在两个位置对齐（就像拨动开关一样）。这极大地改变了石墨烯层中的电子分布，从而改变了器件的电阻和电容。这一行为的关键方面是由DTU Nanotech的Mads Brandbyge教授领导的原子和分析计算理论上成功建模和解释的。效果似乎是持久的：即使在移除磁场时，对齐的水分子也能保持其方向，从而创造出新型存储器件所需的绝对类型。

DTU纳米技术教授PeterBøggild说：“我们学到了两件重要的事情。第一：即使对于相当大的设备 - 大小为5微米 - 行为完全由沿着边缘的几个分子控制。使用石墨烯边缘来操纵分子是捕获分子和探索新设备功能的绝佳方式。它还告诉我们，我们必须小心; 我们并不总是对以这种方式改变行为的设备感兴趣。我们可能认为我们已经保护了石墨烯，但如果边缘仍然暴露，所有的赌注都会被取消。石墨烯是一种纳米材料，每个原子都很重要 - 对于任何未来基于石墨烯的电子产品来说，对这些微妙边缘的处理绝对至关重要“。

“我们有一个所谓的忆阻和记忆电容设备的新平台 - 可以在不同状态之间切换并记住它的纳米级设备，”最初发现效果并领导该项目的Jose Caridad说，“这项技术对互联网非常重要事物和神经形态计算，这就是我想要的地方“。