Продемонстрований молекулярний перемикач

admin Новини технологій та техніки

Молекулярний перемикачУ Дослідницької лабораторії IBM в Цюріху створений молекулярний перемикач для майбутніх надмініатюрних електронних схем.

Такі перемикачі повинні керувати протіканням струму, що потребує деякої зміни конфігурації використовуваної молекули. Раніше фізики вже намагалися реалізувати цю ідею, контролюючи створення і розрив одного хімічного зв'язку, але пристрої виходили незручними і ненадійними.

Запропонований IBM варіант перемикача побудований на базі органічної молекули PTCDA (перилен-3,4,9,10-тетракарбоксільний діангідрид). PTCDA і атоми золота розміщувалися на тонкій плівці хлориду натрію, що покривала мідну поверхню, після чого вчені за допомогою скануючого тунельного мікроскопа підводили один атом золота, який ставав негативно зарядженим іоном, до негативно зарядженої молекули. При подачі негативного напруги на голку мікроскопа молекула тимчасово ставала нейтральною, що впливало на взаємодію іона золота з нею і створювало умови для утворення ковалентного зв'язку. Новий зв'язок, в свою чергу, змінював електронну структуру молекули, і тунельний струм зростав. Перемикач, таким чином, перебував у положенні «включено».(Примітка: Симулятор Землі - раджу переглянути)

При зміні полярності прикладеної напруги молекула PTCDA набувала додатковий електрон, іон золота відштовхувався від неї, струм спадав, і перемикач опинявся в положенні «вимкнено».

Автори також вивчили PTCDA під атомно-силовим мікроскопом і порівняли отримані зображення з результатами розрахунків у рамках теорії функціонала щільності. З'ясувалося, що в положенні «включено» п'ять вуглецевих «кілець» молекули PTCDA, які раніше перебували в одній площині, піднімають, приймаючи форму купола, а атом золота, утворюючи зв'язок, вдвигается в центральну область. При перемиканні молекула знову вирівнюється, і атом виштовхується.

Співробітник Північно-Західного університету Марк Ратнер (Mark Ratner) вважає основними перевагами швейцарської розробки швидкість і надійність перемикання. «Звичайно, до створення повноцінного набору елементів молекулярної електроніки нам ще далеко, але за одномолекулярний перемикач тепер можна не турбуватися», - зауважує дослідник.