Naukowcy tworzą przełącznik z jednej cząsteczki

Mniejsza elektronika ma kluczowe znaczenie dla opracowywania lepszych komputerów i

inne urządzenia.Naukowcy ścigają się, aby znaleźć sposób na zastąpienie chipów krzemowych cząsteczkami. Obejmuje to oczywiście stworzenie jednocząsteczkowego elektretu – urządzenia przełączającego, które mogłoby służyć jako platforma dla niezwykle małych urządzeń z pamięcią nieulotną. Eksperci byli jednak przekonani, że takie urządzenie będzie niestabilne i ogólnie zastanawiali się, czy kiedykolwiek zostanie wynalezione.

A jednak wraz z międzynarodowymi kolegami Mark Reed, profesor inżynierii elektrycznej i fizyki stosowanej, zademonstrował jednocząsteczkowy elektret z pamięcią funkcjonalną. 

Większość elektretów jest wykonana zmateriały piezoelektryczne, takie jak te, które odtwarzają dźwięk w głośnikach. W elektrecie wszystkie dipole - pary przeciwnych ładunków elektrycznych - spontanicznie ustawiają się w tym samym kierunku. Za pomocą pola elektrycznego możesz zmienić ich kierunek.

„Zawsze chodziło o to, jak małe można było wykonać te elektrety, które zasadniczo są urządzeniami pamięciowymi” - wyjaśnia Reed.

Naukowcy wprowadzili do środka atom gadolinu (Gd).buckyball węglowy, 32-stronna cząsteczka znana również jako buckminsterfulleren. Kiedy naukowcy umieścili ten projekt w strukturze typu tranzystorowego, zaobserwowali przeniesienie pojedynczego elektronu i wykorzystali to do zrozumienia jego stanu energetycznego. Prawdziwym przełomem było odkrycie, że do przełączania  stan energetyczny ze stanu stabilnego do innego stanu.

„Ta cząsteczka zachowuje się tak, jakby miała dwa stabilne stany polaryzacji” – wyjaśnia Reed. 

Reid podkreślił, że istniejąca konstrukcjaurządzenie nie ma obecnie zastosowania do żadnego urządzenia, ale udowadnia, że ​​nauki molekularne mają wiele do opracowania pod kątem zastosowań w technologii.

„Udowodniliśmy, że można stworzyć dwastany wywołujące spontaniczną polaryzację i dwa przełączalne stany ”- podsumowuje autorka pracy. „A to może prowadzić do nowych pomysłów. Na przykład, aby zmniejszyć pamięć do dosłownie jednego poziomu molekularnego. Teraz, gdy rozumiemy, że jest to możliwe, możemy przejść do nowych rozwiązań ”.

Czytaj także

Po wprowadzeniu rosyjskiej szczepionki u ochotników stwierdzono 144 skutki uboczne

Coroczna misja w Arktyce dobiegła końca, a dane są rozczarowujące. Co czeka ludzkość?

W 3. dniu choroby większość pacjentów z COVID-19 traci zmysł węchu i często cierpi na katar