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
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
Наука
Телескоп «Джеймс Уэбб» показал детали космической Конской Головы
Космос
Ученые выяснили, как парниковые газы влияют на распространение болезней
COVID-19
Найдены доказательства необычной силы магнитного поля Земли в прошлом
Наука
Посмотрите, как быстро робот-гуманоид управляется с домашними задачами
Новости
Ядро атома впервые возбудили лазером: это открывает сверхточные измерения времени
Наука
Чек-лист: как обеспечить информационную безопасность маркетплейса
Мнения
Экспериментальный лазер передал данные с зонда «Психея» на расстоянии 226 млн километров
Космос
Посмотрите на самое близкое фото обломка ракеты в космосе
Космос
Ученые нашли следы древних ритуалов майя на благословение
Наука
В Китае появились батареи со сверхбыстрой зарядкой для электрокаров: запас хода составляет 1000 км
Новости
Найдены скрытые «дорожки для мертвых»: их обнаружили с помощью лидара
Наука
Беспилотные грузовики Evocargo начинают работу во «Внуково» в рамках эксперимента
Новости
«Человеческие нейронные сети потребляют около 20 Вт, а искусственные — сотни ватт»
Технологии
Ученые считают, что недалеко от Земли есть «живая» планета
Новости
Китай готов к автономным летающим такси: когда будут первые полеты
Новости
Посмотрите на сотни черных «пауков», которые заполонили Марс весной
Космос
Где похоронен Платон: ученые наконец-то нашли ответ
Наука
Почему мужчины умирают в России на 10 лет раньше женщин: в Минздраве назвали причину
Новости
Крошечный и тонкий экран отслеживает активность мозга во время операции
Новости