Физики создали сверхэффективный диод размером с молекулу

Физики создали сверхэффективный диод размером с молекулу

Интернациональный коллектив физиков создал необыкновенную молекулу из приблизительно 50 атомов, которая проводит ток лишь в одну сторону совершает это с эффективностью, сопоставимой с хорошими диодами, что открывает дорогу для ядерной микроэлектроники, говорится в статье, размещённой в издании Nature Nanotechnology.

«Создание устройства из одной молекулы в далеком прошлом было одним из недостижимых чаяний всех ученых, занимающихся нанотехнологиями. Эта задача была отечественным священным граалем» с 1974 года, с момента появления идеи о молекулярном диоде, и она есть тем пределом, что возможно в принципе достигнуть в деле миниатюризации электроники, — заявила Лата Венкатараман (Latha Venkataraman) из университета Колумбии в Нью-Йорке (США).

Как растолковывает Венкатараман, за последние годы ученые много раз предпринимали попытки создать молекулярный диод, и в некоторых случаях им кроме того получалось собрать молекулу, похожую на него. Один из первых аналогичных устройств был создан еще в 2009 году.

Неприятность заключалась в том, что на таких масштабах работе устройства начинают мешать силы межатомного сотрудничества и квантовые эффекты, благодаря чему они начинают пропускать ток в обоих направлениях, не смотря на то, что и с различной силой, и трудятся лишь при высоких напряжениях. И то и другое не разрешает использовать такие диоды в ядерной микроэлектронике.

Венкатамаран и ее сотрудники смогли обойти эту проблему, обучась применять эти эффекты в качестве базы для работы диода. Их молекулярный выпрямитель тока складывается из четырех несложных компонентов – воска, двух золотых пластин, соединяющей их молекулы-диода, и особенной жидкости-электролита.

Одна из золотых пластинок, подсоединенная к «плюсу» диода, была полностью покрыта воском и контактировала с ним и с токопроводящей жидкостью только частично. В то время, когда через него течет ток, положительно заряженные ионы из жидкости устремляются к открытой части электрода, что заметно повышает плотность заряда на «плюсе» устройства.

Как растолковывают ученые, это делает диод более устойчивым к пробою, поскольку электроны в таких условиях менее с радостью «просачиваются» на другую сторону диода благодаря квантовым эффектам.

Благодаря такому несложному приему, молекулярный диод Венкатамаран и ее сотрудников пропускает в 250 раз меньше тока в «неправильном» направлении, чем в верном. Наряду с этим трудится кроме того при низких напряжениях и силе тока. По словам ученых, подобный итог в 50 раз лучше, чем получалось достигнуть в прошлых опытах, и таковой надежности выпрямления в принципе достаточно для создания ядерных транзисторов и других электронных устройств.

А.Д. Григорьев про микроволновое излучение и про жизнь, часть вторая


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: