Фуллерен как основа для более эффективных смартфонов

Смартфоны широко шагают по планете, хотя по функциональности они ничто рядом с ноутбуками и тем более ПК. Мизерная оперативная память ограничивает количество одновременно и полноценно работающих приложений и косвенно ведёт к большому расходу энергии, перегревающему устройство и быстро «съедающему» батарею.

Исследователи из Тель-Авивского университета (Израиль) предлагают решить проблему при помощи… фуллереновых транзисторов.

Затвор (А) используется для активации молекулярных слоёв, расположенных вертикально (В) и отделённых от источника слоем оксида. Три карбоксильных «якоря» прикрепляют фуллерен к изолирующему слою оксидов. (Иллюстрация Elad Mentovich.)

Именно фуллерен (С₆₀) позволил Эладу Ментовичу (Elad Mentovich) построить продвинутый транзистор, способный как выполнять функции оперативной памяти, так и накапливать энергию, подобно конденсатору. Этот молекулярный транзистор размером до пары нанометров способен хранить и передавать информацию на весьма высокой скорости. При этом, по словам разработчика, он потенциально вполне готов к массовому производству. И предварительные переговоры такого рода будто бы уже ведутся («с представителями ряда крупных компаний»).

Нынешняя оперативная память весьма габаритна и энергопрожорлива — по крайней мере по меркам смартфонов, рабов литиевых батарей. Решение проблемы на основе фуллереновых полевых транзисторов искали давно, но мешали два факта.

Во-первых, фуллерен при работе в атмосферном воздухе терял свою структуру и окислялся. Во-вторых, образцы с хорошей мобильностью электронов удалось получить, лишь выращивая (эпитаксиально) фуллереновые транзисторы при 250 ˚С. Гибкая электроника при этом не получалась, да и затраты на производство росли, и значительно. Но израильский исследователь нашёл выход из непростой ситуации. Вместо того чтобы наполнять ёмкость с транзистором азотной атмосферой, как предлагали другие, он окружил молекулы С₆₀ слоем молекул оксида углерода. Сами они в качестве транзисторов не работают, но и атомам кислорода добраться до транзисторов на С₆₀ не дают, что спасает последние от потери работоспособности.

Действительно серьёзной проблемой оказался подбор такого рода химических связей между изолирующим слоем оксида и фуллереном, который не разрушил бы со временем структуру последнего. Для этого г-н Ментович воспользовался карбоксильными связями, способными не только обеспечить устойчивое к повышению температуры соединение С₆₀ с оксидом, но и не «убить» при этом саму молекулу-транзистор.

Соответствующая работа принята для публикации в журнале Applied Physics Letters.

Подготовлено по материалам Phys.Org.