Logic gates were fabricated from an array of configurable switches, each consisting of a monolayer of redox-active rotaxanes sandwiched between metal electrodes. The switches were read by monitoring current flow at reducing voltages. In the "closed" state, current flow was dominated by resonant tunneling through the electronic states of the molecules. The switches were irreversibly opened by applying an oxidizing voltage across the device. Several devices were configured together to produce AND and OR logic gates. The high and low current levels of those gates were separated by factors of 15 and 30, respectively, which is a significant enhancement over that expected for wired-logic gates.

A solid state, electronically addressable, bistable [2]catenane-based molecular switching device was fabricated from a single monolayer of the [2]catenane, anchored with phospholipid counterions, and sandwiched between an n-type polycrystalline silicon bottom electrode and a metallic top electrode. The device exhibits hysteretic (bistable) current/voltage characteristics. The switch is opened at +2 volts, closed at -2 volts, and read at approximately 0.1 volt and may be recycled many times under ambient conditions. A mechanochemical mechanism for the action of the switch is presented and shown to be consistent with temperature-dependent measurements of the device operation.

Systems approaches to disease are grounded in the idea that disease-perturbed protein and gene regulatory networks differ from their normal counterparts; we have been pursuing the possibility that these differences may be reflected by multiparameter measurements of the blood. Such concepts are transforming current diagnostic and therapeutic approaches to medicine and, together with new technologies, will enable a predictive and preventive medicine that will lead to personalized medicine.

Intimate electrical contact occurs between a substituted poly(metaphenylenevinylene) (PmPV) and bundles of single-walled nanotubes (SWNT) as evidenced by atomic force microscopy, optical, and electronic measurements carried out on single, isolated SWNT/PmPV structures (see picture). PmPV may provide a useful route toward “functionalizing” the SWNT without destroying their electrical character. Supporting information for this article is available on the WWW under http://www.wiley-vch.de/contents/jc_2002/2001/z16297_s.pdf or from the author. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

The development of a robust method for integrating high-performance semiconductors on flexible plastics could enable exciting avenues in fundamental research and novel applications. One area of vital relevance is chemical and biological sensing, which if implemented on biocompatible substrates, could yield breakthroughs in implantable or wearable monitoring systems. Semiconducting nanowires (and nanotubes) are particularly sensitive chemical sensors because of their high surface-to-volume ratios. Here, we present a scalable and parallel process for transferring hundreds of pre-aligned silicon nanowires onto plastic to yield highly ordered films for low-power sensor chips. The nanowires are excellent field-effect transistors, and, as sensors, exhibit parts-per-billion sensitivity to NO2, a hazardous pollutant. We also use SiO2 surface chemistries to construct a ‘nano-electronic nose’ library, which can distinguish acetone and hexane vapours via distributed responses. The excellent sensing performance coupled with bendable plastic could open up opportunities in portable, wearable or even implantable sensors.

We report on the synthesis and characterization of 25−70 Å diameter amine-capped gold nanocrystals. In particular, we show how these particles can be prepared by a simple procedure and confirm the particle composition (including the identity of the amine surface passivant) through several materials characterization techniques that include infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, ultraviolet−visible spectroscopy, mass spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction analysis, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, and elemental analysis. All physical characterizations are consistent with a charge−neutral amine/gold surface interaction described by a weak covalent bond. The stability of the particles appears to be largely kinetic, rather than thermodynamic, in nature. Comparison of these nanocrystals to amines adsorbed onto bulk Au surfaces indicates that the stability of the nanocrystal/amine system is a finite-size effect.

Teramac is a massively parallel experimental computer built at Hewlett-Packard Laboratories to investigate a wide range of different computational architectures. This machine contains about 220,000 hardware defects, any one of which could prove fatal to a conventional computer, and yet it operated 100 times faster than a high-end single-processor workstation for some of its configurations. The defect-tolerant architecture of Teramac, which incorporates a high communication bandwith that enables it to easily route around defects, has significant implications for any future nanometer-scale computational paradigm. It may be feasible to chemically synthesize individual electronic components with less than a 100 percent yield, assemble them into systems with appreciable uncertainty in their connectivity, and still create a powerful and reliable data communications network. Future nanoscale computers may consist of extremely large-configuration memories that are programmed for specific tasks by a tutor that locates and tags the defects in the system.

We describe a general method for producing ultrahigh-density arrays of aligned metal and semiconductor nanowires and nanowire circuits. The technique is based on translating thin film growth thickness control into planar wire arrays. Nanowires were fabricated with diameters and pitches (center-to-center distances) as small as 8 nanometers and 16 nanometers, respectively. The nanowires have high aspect ratios (up to 10(6)), and the process can be carried out multiple times to produce simple circuits of crossed nanowires with a nanowire junction density in excess of 10(11) per square centimeter. The nanowires can also be used in nanomechanical devices; a high-frequency nanomechanical resonator is demonstrated.