Forscher schaffen einen Wechsel von einem Molekül

Kleinere Elektronikgeräte sind für die Entwicklung besserer Computer von entscheidender Bedeutung

andere Geräte.Wissenschaftler suchen verzweifelt nach einem Weg, Siliziumchips durch Moleküle zu ersetzen. Dazu gehört natürlich auch die Entwicklung eines Einzelmolekül-Elektrets, eines Schaltgeräts, das als Plattform für extrem kleine nichtflüchtige Speichergeräte dienen könnte. Experten waren jedoch zuversichtlich, dass ein solches Gerät instabil sein würde, und fragten sich allgemein, ob es jemals erfunden werden würde.

Und doch demonstrierte Mark Reed, Professor für Elektrotechnik und angewandte Physik, zusammen mit internationalen Kollegen ein Einzelmolekül-Elektret mit funktionellem Gedächtnis. 

Die meisten Elektrets bestehen auspiezoelektrische Materialien, beispielsweise solche, die Ton in Lautsprechern wiedergeben. In einem Elektret richten sich alle Dipole - Paare entgegengesetzter elektrischer Ladungen - spontan in die gleiche Richtung aus. Mit einem elektrischen Feld können Sie ihre Richtung ändern.

„Die Frage war schon immer, wie klein diese Elektrets sein könnten, bei denen es sich im Wesentlichen um Speichergeräte handelt“, erklärt Reed.

Forscher fügten darin ein Gadoliniumatom (Gd) einKohlenstoff-Buckyball, ein 32-seitiges Molekül, auch bekannt als Buckminsterfulleren. Als Wissenschaftler dieses Design in eine Transistorstruktur einfügten, sahen sie die Übertragung eines einzelnen Elektrons und nutzten dies, um seinen Energiezustand zu verstehen. Der eigentliche Durchbruch war die Entdeckung, dass ein elektrisches Feld zum Schalten  Energiezustand von einem stabilen Zustand in einen anderen Zustand.

„Dieses Molekül verhält sich, als ob es zwei stabile Polarisationszustände hätte“, erklärt Reed.

Reid betonte, dass die bestehende StrukturGerät ist derzeit auf kein Gerät anwendbar, aber es beweist, dass die Molekularwissenschaft Raum für technologische Anwendungen hat.

„Wir haben bewiesen, dass es möglich ist, zwei zu schaffenZustände, die eine spontane Polarisation verursachen, und zwei schaltbare Zustände “, schließt der Autor der Studie. „Und das kann zu neuen Ideen führen. Zum Beispiel, um das Gedächtnis buchstäblich auf eine einzige molekulare Ebene zu verkleinern. Nachdem wir verstanden haben, dass dies möglich ist, können wir zu neuen Entwicklungen übergehen. "

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