比起傳統的電子晶片，光電晶片具有更高的傳輸速度和頻寬。其中光訊號可以光速傳輸，在高速通訊和資料傳輸領域具有巨大的優勢。以單一分子作為光電功能中心的奈米裝置，可望滿足人們??對裝置微小化的需求，是未來分子光電子元件的基石。日前，北京大學化學與分子工程學院郭雪峰課題組與合作者將分子橋絕緣保護後以共價鍵錨定於石墨烯電極之間，實現了磷光/螢光的高量子產率輻射，並成功應用於邏輯運算與即時通訊。相關工作以《透過單分子光電晶片中的可調激發態實現邏輯運算和即時通訊》為題在線發表於《化學》雜誌。
郭雪峰介紹，迄今為止，單一分子在裝置性能和穩定性方面還有待提升，包括場效電晶體的開關比、發光二極一想就硬
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液體春藥體的量子產率以及邏輯元件的操作頻率。其中，分子與外界的耦合是一個關鍵參數，強耦合可能會導致分子與外界的雜化，而弱耦合會削弱外部刺激的調製作用，亟待分子工程、界面工程和電極工程的進一步發展。
「因此，我們團隊在前期系列研究基礎上，研製出另一種多功能單分子光電器件，由環糊精封裝鉑中心分子橋、奈米間隙的石墨烯電極和矽基底組成。兩側的兩個環糊精削弱了分子與環境的耦合，從而避免了相應非輻射過程。石墨烯電極能夠與分子形成牢固的共價界面，進一步實現多分子整合。」郭雪峰說。
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章第一作者、北京大學博士後楊晨表示，螢光和磷光的進一步調節以及選擇性發射，可以實現全面的二進制和三進制邏輯運算以及實時通信。多功能、高效的單分子光電裝置將分子電子學與實際半導體應用聯繫起來，展示了單分子光電子裝置的顛覆性優勢，為打破技術壁壘、發展新原理裝置提供技術支撐，是單分子裝置從實驗室邁向工業生產的重要一步。
