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

Un model agresiv bazat pe piață pentru dezvoltarea energiei de cuplare

Conceptul ARC Fusion Pilot Plant a fost dezvoltat la MIT ca o demonstrație a potențialului magneților supraconductori de temperatură înaltă de a reduce costurile...

Sug este mai important în cercetare decât potrivirea corectă a măștilor de față COVID

O echipă de cercetători care studiază eficacitatea diferitelor tipuri de măști de față a constatat că este cea mai bună protecție împotriva acesteia COVID-19,...

ADN origami folosit pentru monitorizarea direcționării genelor CRISPR

Imagine cu microscopie electronică a brațelor rotorului ADN origami, „L” portocaliu slab atașat la particulele de culoare mov. Credit: Imagine datorită Julene Madariaga...

Tatuaje inteligente OLED: inginerii creează tatuaje care emit lumină

Echipamente pentru tatuaje OLED. Credit: Barsotti - Institutul italian de tehnologie Oamenii de știință de la UCL și IIT -Istituto Italiano di Tecnologia (Institutul...

Modelele lui Moiré facilitează descoperirea unor faze izolatoare noi neașteptate

Formarea modelului moire de către doi faguri în fagure. Credit: Microwave Nano-Electronics Lab, UC Riverside Un studiu condus de UC Riverside a observat faze...

Newsletter

Subscribe to stay updated.