Ваш ноутбук основан на принципах, которым уже 50 лет. Эта молекула родом из будущего

Группа учёных из США заявила о создании самой проводящей органической молекулы в мире. Это открытие может радикально изменить будущее миниатюрной электроники и приблизить нас к эпохе молекулярных компьютеров, работающих быстрее, эффективнее и без привычного кремния.

Современные смартфоны — это мощные компьютеры в кармане, но их развитие упирается в физические ограничения кремниевых чипов. За последние полвека количество транзисторов на кристалле удваивалось каждые два года, однако эта тенденция больше не может продолжаться бесконечно. Как отмечает Кун Ван, доцент кафедры физики Университета Майами, миниатюризация с помощью кремния и металлов становится всё сложнее. Поэтому учёные ищут принципиально новые решения — и всё чаще обращаются к молекулам.

Ван и его коллеги опубликовали результаты своего исследования в Journal of the American Chemical Society. Они утверждают, что им удалось синтезировать органическую молекулу, способную проводить электричество без потерь на длине в десятки нанометров. Для сравнения, ни один известный органический материал ранее не демонстрировал таких свойств. Причём молекула состоит из распространённых в природе элементов: углерода, серы и азота.

Испытания заняли более двух лет. Учёные использовали сканирующий туннельный микроскоп и методику STM break-junction, чтобы изолировать молекулу и измерить её проводимость. Оказалось, что электроны перемещаются через неё без сопротивления, «как пуля», по словам Вана. Это делает молекулу потенциально самым эффективным способом переноса заряда из всех известных — и не только среди органики.

Что особенно важно — новая молекула стабильна при обычных условиях и может быть синтезирована в лаборатории без использования редких или дорогих материалов. Благодаря этим свойствам она может быть внедрена в уже существующие наночипы, работая в роли проводников или соединений между элементами.

Кроме того, структура молекулы позволяет реализовать такие функции, которые невозможны с кремнием. В будущем её можно будет использовать как кубит — базовый элемент квантовых вычислений. Это возможно благодаря уникальному взаимодействию спинов электронов на концах молекулы, которое обеспечивает сверхвысокую проводимость.

Таким образом, новая молекула не просто открывает путь к созданию ещё более компактных и энергоэффективных вычислительных устройств. Она может стать основой для технологий, которые сегодня кажутся фантастикой.