Исследователи создали переключатель из одной молекулы

Группа исследователей впервые продемонстрировала одномолекулярный электрет — устройство, которое может быть одним из ключей к созданию молекулярных компьютеров. О новой разработке сообщает Nature Nanotechnology.

Электроника меньшего размера имеет решающее значение для разработки более совершенных компьютеров и других устройств. Ученые стремятся найти способ заменить кремниевые чипы молекулами. Разумеется, это включает в себя создание одномолекулярного электрета — переключающего устройства, которое могло бы служить платформой для чрезвычайно маленьких энергонезависимых запоминающих устройств. Однако эксперты были уверены в нестабильности такого устройства и вообще задавались вопросом, изобретут ли его когда-нибудь.

И, все же, вместе с международными коллегами, Марк Рид, профессор электротехники и прикладной физики, продемонстрировал одномолекулярный электрет с функциональной памятью. 

Большинство электретов изготовлено из пьезоэлектрических материалов, таких как те, которые воспроизводят звук в динамиках. В электрете все диполи — пары противоположных электрических зарядов — спонтанно выстраиваются в одном направлении. Используя электрическое поле, можно изменить их направление.

«Всегда стоял вопрос о том, насколько маленькими можно было бы сделать эти электреты, которые, по сути, являются запоминающими устройствами», — объясняет Рид.

Исследователи вставили атом гадолиния (Gd) внутрь углеродного бакибола, 32-сторонней молекулы, также известной как бакминстерфуллерен. Когда ученые поместили эту конструкцию в структуру транзисторного типа, они увидели перенос одного электрона и использовали это, чтобы понять его энергетическое состояние. Настоящим прорывом было открытие, что электрическое поле можно использовать для переключения  энергетического состояния из стабильного состояния в какое-либо другое.

«Эта молекула действует так, как если бы она имела два стабильных состояния поляризации», — объясняет Рид. 

Рид подчеркнул, что существующая структура устройства в настоящее время не применима для какого-либо устройства, но доказывает, что молекулярной науке есть куда развиваться для применения в технологиях.

«Мы доказали, что возможно создать в молекуле два состояния, которые вызывают спонтанную поляризацию, и два переключаемых состояния», — заключает автор исследования. «И это может привести к новым идеям. Например, сжать память буквально до единственного молекулярного уровня. Теперь, когда мы понимаем, что это возможно, мы можем перейти к новым разработкам».

Читать также

После введения российской вакцины у добровольцев нашли 144 побочных эффекта

Годовая миссия в Арктике закончилась, и данные неутешительны. Что ждет человечество?

На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука