Продемонстрирована модель ключа для наноэлектронных схем

image

Теги: нанотехнологии

Объединенная группа специалистов из Национальной лаборатории в Беркли и Колумбийского университета детально исследовала процесс прохождения электронов по микроскопическому контакту, который представляет собой одиночную молекулу.

Исследователи из двух американских научных центров – Национальной лаборатории Лоуренса (Министерства Энергетики CША) в Беркли и Колумбийского университета – исследовали процесс прохождения электронов по молекулярному соединению, которое представляет собой одиночную молекулу нанометрового размера, соединяющую атомы золота.

Как удалось выяснить ученым, сопротивление такого контакта определяется пространственным положением молекулы относительно соединяемых ею поверхностей.

Результаты первых работ по созданию контактов из одиночных молекул и измерению их проводимости появились больше десяти лет назад. Однако процесс формирования прочных соединений на уровне наноструктур чрезвычайно сложен, а потому результаты экспериментов и теоретические предсказания зачастую расходились на порядок и более. По-видимому, пришло время провести сравнение опытных данных с теоретическими.

Эмпирическую информацию ученые получали с помощью сканирующего туннельного микроскопа, оборудованного проводящей золотой иглой. Ранее было показано, что при контакте иглы с золотой поверхностью и последующем увеличении расстояния между ними область контакта постепенно удлиняется и превращается в цепочку молекул. Когда цепочка разрывается, расположенные вблизи молекулы какого-либо другого вещества могут занять место в возникшем зазоре; в результате сопротивление соединения резко меняется. Применяя описанную методику, исследователи выяснили, что проводимость молекул производных от аминов веществ, которые контактируют с золотыми электродами, можно измерять с высокой точностью.

Разработанный теоретический аппарат ученые «протестировали» на примере соединения между золотом и молекулами бипиридина, образующимися при слиянии двух молекул пиридина колцеобразной формы. Эксперименты показали наличие двух явно выраженных стабильных проводящих состояний; по предположению, высказанному одним из авторов, значение проводимости в данном случае должна определять структура контакта.

В результате проверки гипотезы ученые создали стройную теорию, детально описывающую процессы, под влиянием которых происходит изменение сопротивления. Оказалось, что проводимость молекулы бипиридина зависит от ее ориентации в зазоре. На той стадии эксперимента с микроскопом, когда последняя цепочка атомов золота разрывается, ширина зазора оказывается недостаточной для бипиридина, и его молекула образует связь под некоторым углом. С увеличением зазора связь приходит в вертикальное состояние, а проводимость резко падает; дальнейшее удлинение контакта заканчивается разрывом.

Убедившись в правильности своей теории, ученые продемонстрировали обратимость процесса изменения проводимости. Таким образом, исследователи создали механический ключ с выделенными состояниями «включено» и «выключено». В последующих экспериментах авторы планируют распространить теорию на более сложные молекулярные контакты, которые могут быть, например, использованы в системах преобразования солнечной энергии.

Отчет ученых готовится к публикации в журнале  Nature Nanotechnology; препринт статьи доступен для скачивания с сайта arXiv.


или введите имя

CAPTCHA
dar
05-03-2009 11:58:26
Молодцы мужики. Дельно придумали. Такими темпами недалеко до биокомпьютеров ежли уже почти сделали транзистор на амино соединениях. Амино[3,4'-бипиридин] он же нитросорбид.
0 |
05-03-2009 15:32:07
Теперь старую флэшку можно будет съесть =)))
0 |
Гость
05-03-2009 11:59:53
Таким образом, исследователи создали механический ключ с выделенными состояниями «включено» и «выключено»Ну, значит еще год - два и флешки сверхвысокой емкости заменят ЖД и оптические диски. Это есть гут.
0 |
Бальшой ЙУХ
05-03-2009 12:08:17
незабываем, что для того, чтобы заюзать в каких либо целях данную технологию (например, в микропроцессорах), то прийдется к этому одномолекульному "туннелю" заколбасить еще и "обвязку" (см. желтые молекулы на рис.) - а там глядишь, уже не одна - а пару десятков молекул золота будет... интел сейчас уже планирует во всю 32 нм. процы - так что НИЗАЧОТ исследованию
0 |
tesla
09-03-2009 08:39:04
А так-же не забываем про тепловое движдение молекул. К этой флешке придется ещё и литр жидкого гелия таскать.
0 |
DeNIS_1974
06-03-2009 08:00:08
Да, интересное кино ... механический ключ. Интересно китайцы уже заинтересовались этим ...
0 |