12月7日，資源化學教育部重點實驗室肖勝雄教授團隊在單分子電子學研究領域取得新的進展，相關成果在國際期刊《Nano Letters》上發表，論文題目為“Regio- and Steric Effects on Single Molecule Conductance of Phenanthrenes”。上海師範大學為第一署名單位，論文第一作者為我校博士生陳豔以及武漢科技大學黃明柱，論文共同通訊作者為我院肖勝雄教授、周慶海副研究員和來自論文第二通訊單位武漢科技大學的常帥教授。
單分子電子學能夠将化學、物理學、工程學和電子學的專業知識融彙在一起，實現電子器件的微型化，有望解決傳統半導體器件由于在尺寸縮微化過程中所遇到的理論及技術難題，為後摩爾時代芯片的研發提供支撐。如何成功構建穩定的單分子器件以及如何進行分子尺度的性能調控是實現上述目标的關鍵步驟。肖勝雄教授團隊通過在不同位置修飾上二硫甲基作為錨定基團，獲得了六種菲衍生物（最小的扶手椅型石墨烯納米帶），并借助掃描隧道顯微鏡斷裂連結技術，測定了上述分子導線在金電極間的單分子電導，發現通過連接在不同位置，菲分子導線的電導差異可以高達20倍，實現了對分子導線電導的有效調控（圖1）。
圖1. 六種菲分子（最小尺寸扶手椅型石墨烯納米帶）的單分子電導
DFT計算結果與實驗測量數據吻合良好，從理論上解釋了相同骨架的六種菲分子的單分子電導之所以産生巨大差異是分子軌道能級排列、電子耦合和量子效應共同作用的結果，即因為取代基團位置不同，會導緻分子能級發生變化，同時也使得分子與金電極間的電子耦合有所不同，進而對電子傳輸産生影響。該工作提出了一種簡便可行的單分子水平上對分子導線的電導進行調控的方法，為石墨烯納米帶在碳基芯片領域的潛在應用提供了新的策略和理論指導。
該研究工作得到了國家自然科學基金、上海市教委、上海市科委、光化學能源材料學科創新“111”引智基地、上海綠色能源化工工程技術研究中心的支持。