Возможен ли транзистор на одной молекуле?

Возможность переноса электрона через одиночную молекулу рассматривается давно. Поместив молекулу между двух электродов, можно получить один из самых компактных — теоретически возможных — транзисторов. Ясно, что использование в электронике такого решения откроет пути для её дальнейшей миниатюризации и наращивания эффективности.

Но до сих пор всё упиралось в сложности такого переноса: молекулы малы, и создать стабильное по всем параметрам соединение между одиночной молекулой и металлическим контактом очень сложно.


Параметры молекул, находящихся между электродами, серьёзно влияли на характеристики системы в целом. (Здесь и ниже иллюстрации TU Delft.)

Рабочая группа нидерландского Фонда фундаментальных исследований вещества (Foundation for Fundamental Research on Matter) во главе с Герре ван дер Зантом (Herre van der Zant) обнаружила эффект, объясняющий, почему столь трудно создать такого рода соединения. Это эффект зеркальных зарядов.

Зеркальные заряды в металлах возникают благодаря близости источника электромагнитного поля, подобной той, которая имеет место в случае одиночной молекулы, находящейся между двумя электродами. После возникновения зеркального заряда в металле он начинает влиять на энергетические уровни в молекуле. В результате они изменяются относительно существующих в металле, а проводимость системы молекула — металл падает или, напротив, растёт, в зависимости от направления изменения молекулярных энергоуровней.

Чтобы убедиться в том, что эффект реален, и измерить проводимость одиночной молекулы между электродами, учёные предложили методику «механически управляемого разрыва-соединения» (mechanically guided break junction). Им удалось интегрировать такое устройство в одиночный транзистор. Благодаря этому расстояние между электродами и, следовательно, их близость к молекуле изменялись механически, что влияло на зеркальный заряд и проводимость такой молекулы.

Помимо измерения проводимости, учёные смогли непосредственно воздействовать на энергетические уровни в молекуле, количественно варьируя влияние обнаруженного эффекта.

Как отмечают авторы работы, в будущем подобное средство воздействия может использоваться для более эффективного контроля проводимости транзисторов на основе отдельных молекул и создания устойчивых соединений между ними и металлическими электродами.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Nanotechnology.

Подготовлено по материалам Делфтского технического университета.






Интересные новости
В Сирії виявили найдавніший в світі алфавіт - знахідка перевертає уявлення про появу писемностіВ Сирії виявили найдавніший в світі алфавіт - знахідка перевертає уявлення про появу писемності
Блок рекламы


Похожие новости

"Роскосмос" решил прекратить работу РоSSии на Международной космической станции"Роскосмос" решил прекратить работу РоSSии на Международной космической станции
Илон Маск: SpaceX будет запускать в среднем по одной ракете каждую неделю в 2022 годуИлон Маск: SpaceX будет запускать в среднем по одной ракете каждую неделю в 2022 году
"Омикрон" еще не привел ни к одной смерти, - ВОЗ
Добытая из воздуха Тель-Авива вода оказалась пригодной для питья, - исследование
Китайские учёные создали собственный беспроводной интерфейс «мозг-компьютер»
Учёные впервые в истории подключили человеческий мозг к компьютеру по беспроводной сети
Японцы научились печатать быстрые TF-транзисторы из органики. Могут появиться необычные дисплеи
NASA обнаружило похожую на Землю планету, которая потенциально может быть пригодной к жизни
Беспроводной пылесос Xiaomi Mi Handheld Vacuum Cleaner 1C — доступная альтернатива моделям Dyson
Украинские школьники получили «золото» и «серебро» на международной олимпиаде по математике
Последние новости

Подгружаем последние новости