Tikai vienas molekulas slēdzis

Vispirms pārbaudiet mazāko elektrisko slēdzi

Ar diviem metāliskiem elektrodiem (oglekļa nanocaurulēm) piesaistītās azobenzola molekulas shematisks attēlojums © Franz Stadler / Rēgensburgas Universitāte
lasīt skaļi

Zinātnieki tagad simulācijā ir pārbaudījuši mazāko elektrisko slēdzi. Kā viņi ziņo žurnālā Nature Nanotechnology, viņi izmantoja izomēru - molekulu, kas var pastāvēt divās telpiskās struktūrās.

“Mazāks, arvien efektīvāks” ir devīze, kad runa ir par datoru un citu elektronisko ierīču attīstību. Komponenti jau sen pārvietojas neiedomājami mazās dimensijās; Piemēram, šodien uz silīcija bāzes izgatavota tranzistora sānu garums ir 90 nanometri. Un attīstība turpinās: nākotnes komponentiem vajadzētu būt viena nanometra lielumam, kas ir miljardā milimetra. Tās būtu tik mazas kā molekulas.

Bet vai molekulas var darboties kā elektroniskas ierīces? Var teikt, tie zinātnieki, kuri ir kvantu fizikas un elektronikas robežas jaunajā "molekulārās elektronikas" līdera jomā. Starp tiem Regensburgas jaunāko pētījumu grupa, kuru ar 960 000 eiro finansēja Volkswagen fonds. Gianaurelio Cuniberti un zinātnieki no Madrides universitātes: Viņi nesen simulēja ķēdi, kurā viena organiska molekula darbojās kā elektrisks slēdzis. Eksperimentu rezultāti ir publicēti žurnāla Nature Nanotechnology pašreizējā marta numurā.

Izomēri kā pārejas kandidāti

Azobenzols ir nosaukums molekulai, ko pētnieki izmantojuši, lai modelētu vienu no mazākajiem līdz šim elektriskajiem slēdžiem. Azobenzols pieder molekulu klasei, kas pastāv dažādās telpiskās struktūrās. Šādiem molekulas stāvokļiem, ko dēvē arī par izomēriem, var būt kvalitatīvi atšķirīgas īpašības. Piemēram, tie ļoti atšķirīgi reaģē uz elektrisko lauku. Šis apstāklis ​​ir jāizmanto molekulārajā elektronikā. Azobenzola molekulas un tās izomēru elektriskā transporta īpašību izpētei Rēgensburgas fiziķi izvēlējās sarežģītas datorsimulācijas metodes.

Molekulārā struktūra ietekmē vadītspējas īpašības

Modelī molekula bija ķīmiski saistīta ar divām metāliskām nanocaurulēm - kas sastāv no oglekļa atomiem -, kas darbojas kā nanoelektrodi. Kad tika uzlikts elektriskais spriegums, caur molekulu varēja plūst lādiņi. Modelēšana parādīja, ka abiem izomēriem ir pilnīgi atšķirīgas elektriskās vadītspējas īpašības. Tādējādi telpiskās molekulārās struktūras izmaiņas, ko izraisa, piemēram, dažāda viļņa garuma lāzera gaisma, tādējādi varētu krasi mainīt elektriskās strāvas plūsmu un tādējādi realizēt pārslēgšanas funkciju molekulārā mērogā. displejs

Svarīgs rezultāts: pārslēdzamību īpaši ietekmē ķīmiskās grupas, kas savieno molekulu ar elektrodiem. Kuniberti un viņa komanda plāno turpmākas izpētes, lai pārbaudītu šī molekulārā slēdža efektivitāti un stabilitāti. Viņu rezultāti sniegs svarīgu informāciju, lai attīstītu modernāko elektroniku. Ar visu pārliecību pētnieki arī zina: "Molekulārajam datoram vēl būs jāgaida kādu laiku."

(Volkswagen fonds, 07.03.2007. - NPO)