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 (
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
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
Подготовлено по материалам