En comparació amb els xips electrònics tradicionals, els xips optoelectrònics ofereixen velocitats de transmissió i ample de banda més elevats. Entre ells, els senyals òptics es poden transmetre a la velocitat de la llum, oferint avantatges importants en els camps de comunicació i transmissió de dades d'alta velocitat. S'espera que els nanodispositius amb molècules individuals com a centres funcionals optoelectrònics satisfan la demanda de miniaturització de dispositius i serveixin com a pedra angular per als futurs dispositius optoelectrònics moleculars. Recentment, investigadors de la Facultat de Química i Enginyeria Molecular de la Universitat de Pequín, dirigits pel professor Xuefeng Guo, juntament amb col·laboradors, van aconseguir una radiació quàntica d'alt rendiment de fosforescència/fluorescència mitjançant l'ancoratge covalent de ponts moleculars aïllats i protegits per ciclodextrines entre elèctrodes de grafè. Aquest avenç s'ha aplicat amb èxit en operacions lògiques i comunicació en temps real. El treball relacionat s'ha publicat en línia sota el títol "Operacions lògiques i comunicació en temps real mitjançant estats excitats ajustables en xips optoelectrònics d'una molècula" a la revista "Chemistry".
El professor Guo Xuefeng va explicar que, fins ara, encara hi ha marge per millorar el rendiment i l'estabilitat de les molècules individuals dels dispositius, inclosa la relació de commutació dels transistors d'efecte de camp, el rendiment quàntic dels díodes emissors de llum i la freqüència de funcionament dels dispositius lògics. Entre aquests, l'acoblament entre les molècules i el medi extern és un paràmetre crític. Un acoblament fort pot conduir a la hibridació de molècules amb el món exterior, mentre que l'acoblament feble pot debilitar l'efecte de modulació dels estímuls externs, demanant un major desenvolupament en enginyeria molecular, enginyeria d'interfícies i enginyeria d'elèctrodes.
"Per tant, basant-nos en la nostra sèrie d'estudis anteriors, el nostre equip ha desenvolupat un altre dispositiu optoelectrònic multifuncional d'una sola molècula, que consisteix en un pont molecular centrat en platí encapsulat perciclodextrines, elèctrodes de grafè amb buits a nanoescala i un substrat de silici. Les dues ciclodextrines a banda i banda debiliten l'acoblament entre la molècula i l'entorn, evitant així els corresponents processos no radiatius. Els elèctrodes de grafè poden formar una interfície covalent robusta amb la molècula, aconseguint encara més la integració de diverses molècules", va dir el professor Guo Xuefeng.
Yang Chen, el primer autor de l'article i becari postdoctoral a la Universitat de Pequín, va afirmar que una millora i una emissió selectiva de fluorescència i fosforescència podrien permetre operacions lògiques binaris i ternàries completes, així com la comunicació en temps real. Els dispositius optoelectrònics d'una sola molècula multifuncionals i eficients uneixen l'electrònica molecular amb aplicacions pràctiques de semiconductors, demostrant els avantatges disruptius dels dispositius optoelectrònics d'una sola molècula. Proporcionen suport tècnic per trencar barreres tecnològiques i desenvolupar nous dispositius principals, que representen un pas important perquè els dispositius d'una sola molècula passin del laboratori a la producció industrial.
