日本大阪大学一个研究小组首次成功证明，在二维有机导电聚合物薄膜上存在库仑阻塞现象，他们还通过量子计算和电导率模型实验验证了相关理论依据。该研究结果或可颠覆对有机导体传导机制的传统理解，并有助于设计有机分子器件的性能。

当颗粒尺度达到纳米级，体系电荷便“量子化”，即充电放电过程是不连续的，导致电子不能集体传输，而是一个一个单电子输运，这称为库仑阻塞效应。

目前，有机设备越来越多，其中如由廉价的碳基低分子合成的导电聚合物，通过结构的改变会具有金属、半导体和绝缘体所具有的一些特性，因而可用于多种设备。但有机导体的导电性能还没有得到充分理解，其在低温下的非线性导电原理一直是个谜。

据物理学家组织网1月4日报道，大阪大学研究人员创建了一层规则排列的己基噻吩（P3HT）二维超薄单分子膜，然后将这层仅约1纳米厚的分子膜附着到带隙小于1微米的金属电极上，来测定导电性。在分子膜中流动的电流显示出了典型的库仑阻塞特征。通过计算在分子膜中的电荷离域，研究人员从理论上证明了有机薄膜中存在库仑阻塞，并且验证了在二维薄膜中导电部分的分布模型。

过去认为，库仑阻塞效应只在极低温度下发生于低维度无机颗粒聚集体上，而新研究表明，在室温下有机导体也会发生库仑阻塞效应。


来源：科技日报