Cercetătorii creează un singur comutator – moleculă – cheie pentru calculatoarele moleculare ultra-mici

Credit: Universitatea Yale

O echipă de cercetători a demonstrat pentru prima dată un electrod cu o moleculă – un dispozitiv care ar putea fi una dintre cheile computerelor moleculare.

Electronica mai mică este esențială pentru dezvoltarea computerelor și a altor dispozitive mai avansate. Acest lucru a dus la o împingere pe sol către găsirea unei modalități de a înlocui cipurile de siliciu cu molecule, un efort care presupune crearea de electroți cu o singură moleculă – un dispozitiv de comutare care poate servi drept platformă pentru dispozitive de stocare extremă. mic nu volatil. Pentru că se părea că un astfel de dispozitiv ar fi atât de instabil, totuși, mulți din domeniu s-au întrebat dacă ar putea exista vreodată cineva.

Împreună cu colegii de la Universitatea Nanjing, Universitatea Renmin, Universitatea Xiamen și Institutul Politehnic Rensselaer, Mark Reed, Harold Hodgkinson, profesor de inginerie electrică și fizică aplicată, au demonstrat un electret cu o singură moleculă cu memorie funcțională. Rezultatele au fost publicate pe 12 octombrie 2020, la Nanotehnologia naturii.

Majoritatea electrozilor sunt realizați din materiale piezoelectrice, cum ar fi cele care produc sunet pe difuzoare. Într-un electret, toți dipolii – perechi de sarcini electrice opuse – se aliniază spontan în aceeași direcție. Prin aplicarea unui câmp electric, direcțiile lor pot fi inversate.

“Întrebarea a fost întotdeauna despre cât de mici puteți face acești electrozi, care sunt practic dispozitive de stocare a memoriei”, a spus Reed.

Cercetătorii au introdus un atom de Gadolinium (Gd) în interiorul unui buckyball de carbon, o moleculă cu 32 de fețe, cunoscută și sub numele de buckminsterfullerene. Când cercetătorii plasează acest construct ([email protected]) într-o structură de tip tranzitoriu, au observat transportul unic al electronului și l-au folosit pentru a înțelege stările sale de energie. Cu toate acestea, adevărata descoperire a fost că au descoperit că pot folosi un câmp electric pentru a-și schimba starea de energie de la o stare staționară la alta.

„Ceea ce se întâmplă este că această moleculă acționează ca și cum ar avea două stări stabile de polarizare”, a spus Reed. El a adăugat că echipa a efectuat o serie de experimente, măsurând caracteristicile transportului în timp ce aplica un câmp electric și comuta pozițiile înainte și înapoi. „Am arătat că putem crea o amintire a lui – citește, scrie, citește, scrie”, a spus el.

Reed a subliniat că structura actuală a dispozitivului nu este în prezent practică pentru fiecare aplicație, dar dovedește că știința de bază din spatele acesteia este posibilă.

„Important este că arată că poți crea într-o moleculă două stări care provoacă polarizare spontană și două stări tranzitorii”, a spus el. “Și poate oferi oamenilor idei că poate puteți reduce literalmente memoria doar la nivel molecular. Acum, că știm că o putem face, putem continua să facem lucruri mai interesante cu ea”.

Referință: „A [email protected]82 electricitate cu o singură moleculă “de Kangkang Zhang, Cong Wang, Minhao Zhang, Zhanbin Bai, Fang-Fang Xie, Yuan-Zhi Tan, Yilv Guo, Kuo-Juei Hu, Lu Cao, Shuai Zhang, Xuecou Tu, Danfeng Pan, Lin Kang, Jian Chen, Peiheng Wu, Xuefeng Wang, Jinlan Wang, Junming Liu, You Song, Guanghou Wang, Fengqi Song, Wei Ji, Su-Yuan Xie, Su-Fei Shi, Mark A. Reed și Baigeng Wang, 12 octombrie 2020 , Nanotehnologia naturii.
DOI: 10.1038 / s41565-020-00778-z

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.