| Главная » Файлы » Исследования, Медицина, Наука, Учёные |
Продемонстрирован молекулярный переключатель
| 28.12.2010, 18:39 | |
Такие переключатели должны управлять протеканием тока, что требует некоего изменения конфигурации используемой молекулы. Ранее физики уже пытались реализовать эту идею, контролируя образование и разрыв одной химической связи, но устройства получались неудобными и ненадёжными. Предложенный IBM вариант переключателя построен на базе органической молекулы PTCDA (перилен-3,4,9,10-тетракарбоксильный диангидрид). PTCDA и атомы золота размещались на тонкой плёнке хлорида натрия, покрывавшей медную поверхность, после чего учёные с помощью сканирующего туннельного микроскопа подводили один атом золота, который становился отрицательно заряженным ионом, к отрицательно заряженной молекуле. При подаче отрицательного напряжения на иглу микроскопа молекула временно становилась нейтральной, что влияло на взаимодействие иона золота с нею и создавало условия для образования ковалентной связи. Новая связь, в свою очередь, изменяла электронную структуру молекулы, и туннельный ток возрастал. Переключатель, таким образом, находился в положении «включено». При изменении полярности приложенного напряжения молекула PTCDA приобретала дополнительный электрон, ион золота отталкивался от неё, ток спадал, и переключатель оказывался в положении «выключено».
Игла микроскопа (показана в виде пирамиды), молекула PTCDA (белые, серые и красные сферы) и расположенный рядом атом золота. Авторы также изучили PTCDA под атомно-силовым микроскопом и сравнили полученные изображения с результатами расчётов в рамках теории функционала плотности. Выяснилось, что в положении «включено» пять углеродных «колец» молекулы PTCDA, которые ранее находились в одной плоскости, приподнимаются, принимая форму купола, а атом золота, образуя связь, вдвигается в центральную область. При переключении молекула вновь выравнивается, и атом выталкивается. Сотрудник Северо-Западного университета Марк Ратнер (Mark Ratner) считает основными преимуществами швейцарской разработки скорость и надёжность переключения. «Конечно, до создания полноценного набора элементов молекулярной электроники нам ещё далеко, но за одномолекулярный переключатель теперь можно не беспокоиться», — замечает исследователь. | |
| Просмотров: 709 | Загрузок: 0 | | |
| Всего комментариев: 0 | |