Цивилизация
Ученые создали молекулу-диод, которая в будущем может стать ключевым компонентом для сверхминиатюрных молекулярных электронных устройств, обладающих низким энергопотреблением и высокой эффективностью, сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry. Химикам удалось измерить электрические параметры устройства, состоящего из одной молекулы и являющегося аналогом диоду — элементарному электрическому компоненту, пропускающему электрический ток только в одном из двух возможных направлений. Кроме того, ученые показали, как молекула с помощью несложных химических превращений может быть закреплена на золотых электродах микросхем.
Развитие молекулярной электроники позволит простыми химическими методами «самосборки» получать сложные электронные устройства, обладающие крайне малыми размерами и в то же время отличными рабочими параметрами. Главными трудностями в развитии этой перспективной области технологий является разработка самих молекулярных элементов схем, которые должны обладать высокой стабильностью и хорошими электрофизическими свойствами. Также необходимо разработать химические процессы, которые позволят надежно контролировать ориентацию и правильное соединение молекул между собой в подобных электрических схемах.
Авторы статьи использовали молекулу, состоящую из двух частей, одна из которых, образованная двумя кольцевыми группами атомов углерода с атомами азота, обеднена электронами, тогда как вторая, состоящая из двух кольцевых групп с атомами кислорода, в силу особого химического строения, напротив, обогащена. Ученые показали, что такая молекула, будучи закрепленной на золотых контактах, обладает значительным выпрямляющим эффектом - иными словами хорошо пропускает ток электронов в одном направлении и практически не пропускает его в обратном.
«Эта молекула имеет особую структуру, которая позволяет нам располагать ее на молекулярной электрической схеме в нужной ориентации. Это происходит так же, как в обычной электронике, где диоды имеют маркированные контакты, однако, в отличие от обычных диодов, мы сумели использовать химические методы для «припайки» контактов», - сказал Исмаел Дез-Перез, ведущий автор публикации из Аризонского университета в США, слова которого приводит Chemistry World.
