25 февраля 2022

Создана органическая молекула, работающая как крошечный молекулярный транзистор

Исследователи из Лундского университета (Швеция), создали достаточно простую молекулу одного из видов углеводородов, которая с электрической точки зрения выполняет функцию логического ключа. Другими словами, эта молекула представляет собой крошечный молекулярный транзистор, на базе которого можно будет создать более сложные логические цепи и даже элементы высокопроизводительных и энергоэффективных процессоров.

"Мы разработали молекулу углеводорода, которая под воздействием прикладываемого электрического потенциала немного изменяет свою форму" - пишут исследователи, - "Но самым интересным является то, что в зависимости от текущей формы эта молекула может проводить электрический ток, а находясь в другой форме, она является электрическим изолятором".

Ученые начали разработку новой молекулы с бензольного кольца, шестигранного кольца, состоящего из шести атомов углерода, весьма напоминающего элемент кристаллической решетки графена. Но оказалось, что бензольные кольца не могут изменять свою форму под воздействием электрического потенциала и ученые обратили свое внимание на кольца, состоящие из восьми атомов углерода. Дальнейшие эксперименты показали, что приложенный электрический потенциал заставляет такое кольцо изгибаться, изменяя свою форму и некоторые физические, химические и электрические свойства. Оказалось, что для изгиба кольца требуется присутствие всего двух дополнительных электронов.

"Уникальным аспектом новой молекулы является ее простота" - пишут исследователи, - "Она состоит только из атомов углерода и водорода. Это означает, что синтез таких молекул будет делом простым, а стоимость конечного продукта - невелика".

В своих дальнейших исследованиях шведские ученые планируют исследовать некоторые молекул других антициклических (антиароматических) углеводородов на предмет использования их в качестве электрических ключей, транзисторов и элементов молекулярных электромеханических систем.

"Молекулы, способные изменять форму и свойства под воздействием электрического потенциала открывают для нас массу новых возможностей" - пишут исследователи, - "Можно представить себе высокопроизводительные и малопотребляющие процессоры совершенно новой архитектуры, молекулярные машины, выполняющие работу на самом маленьком из возможных масштабов, молекулярные фабрики, способные производить различные изделия и многое другое"