Ingenjörer framkallar kooperativt beteende i en halvledare

Forskare från Beckman Institute for Advanced Science and Technology har hittat ett sätt att framkalla samarbete

beteende i organiska halvledare. Detta energi- och tidsbesparande fenomen kan potentiellt förbättra prestandan hos organisk elektronik, inklusive smarta klockor och solpaneler.

Fantastisk kooperativ beteendemekanismsärskilt väl manifesterad i virus, förklarar forskare. Till exempel, när ett virus stöter på E. coli, klamrar det sig fast vid ytor med den fungerande änden av sin rörformiga svans. Proteinerna i svansen drar sig sedan ihop unisont, utjämnar dess struktur som en sträckt fjäder och stramar kroppen av viruset.

Forskare lyckades för första gången reproducera dettaeffekt i en halvledarkristall. De fann att omarrangemanget av kluster av väte- och kolatomer som lämnar molekylens kärna, eller alkylkedjor, får den molekylära kärnan att luta, vilket orsakar en serie kristallomfattande förändringar som forskarna kallar en "lavin".


Kooperativt beteende i en halvledare. Video: Daniel Davies

För att ändra lutningen på en kedja av molekyler,forskarna värmde gradvis upp molekylens alkylkedja. Temperaturstegringen orsakade en dominoeffekt och fick kristallen att krympa, precis som svansen på ett virus innan den infekterades av E. coli-bakterien.

Forskare noterar att synkront kommandohandlingar tillåter levande system att spara tid och energi: istället för en serie på varandra följande förändringar uppstår en kedja av relaterade handlingar. Forskare tror att ett liknande tillvägagångssätt kommer att göra det möjligt att skapa dynamiska organiska halvledare med hög prestanda och låg energiförbrukning.

Läs mer:

En planet kan sätta stopp för livet på jorden: hur forskare har bevisat solsystemets bräcklighet

Hittade skatter som gömdes under kriget för nästan 1 000 år sedan

Notre Dame-branden hjälper forskare att reda ut hemligheten bakom katedralens konstruktion