`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Фуллерены и алмазоиды управляют током

+33
голоса

Ученые соединили две нетрадиционные формы углерода – фуллерен, молекула которого похожа на футбольный мяч, и крошечный алмаз, чтобы сделать молекулу, которая проводит электричество только в одном направлении. Этот электронный компонент, известный как выпрямитель, может сыграть ключевую роль в уменьшении компонентов чипа до размеров молекул, что позволит создавать более быстрые устройства.

«Мы хотели посмотреть, какие новые свойства могут возникнуть, если соединить эти два ингредиента вместе, чтобы создать “фуллереноалмазоид”, - сказал проф. Хари Манохаран (Hari Manoharan) из Стэнфордского института материаловедения (SIMES) при департаменте Национальной ускорительной лаборатории SLAC. - То, что мы получили, было, по сути, односторонним клапаном для тока – явно больше, чем сумма его частей».

В исследовательскую группу входили ученые из Стэнфордского университета, Бельгии, Германии и Украины.

Многие электронные схемы состоят из трех базовых компонентов: материал, который проводит электроны; выпрямители, которыми обычно являются диоды, и транзисторы для переключения тока вкл/выкл. Ученые объединили два непривычных ингредиента – фуллерены и алмазоиды – для создания нового диодоподобного компонента.

Фуллерены представляют собой полые углеродные сферы, за открытие которых в 1985 г. трое ученых получили Нобелевскую премию по химии. Алмазоиды – крошечные углеродные каркасы, соединенные вместе, как в алмазах, но весом менее одной миллиардной миллиардной доли карата. Оба являются объектами для многочисленных исследований, направленных на понимание их свойств и поиска путей их использования.

В 2007 г. группа ученых под руководством исследователей из SLAC и Стэнфорда обнаружила, что один слой алмазоидов на металлической поверхности может эффективно излучать пучок электронов. Проф. Манохаран и его коллеги задумались: что произойдет, если они объединят испускающий электроны алмазоид с другой молекулой, которая любит их захватывать?

Для этого исследования в SIMES учеными Джереми Дал (Jeremy Dahl) и Робертом Карлсоном (Robert Carlson), являющимися мировыми экспертами в извлечении микроскопических алмазов из нефти, были получены алмазоиды. Затем они были отправлены в Германию, где химики Университета Юстуса-Либиха нашли, как прикрепить их к фуллеренам.

Полученные фуллереноалмазоиды, которые длиной всего несколько нанометров, были испытаны в Стэнфорде. Команда во главе с аспирантом Джейсоном Ренделом (Jason Randel) и научным сотрудником Фрэнсисом Нистемски (Francis Niestemski) использовали сканирующий туннельный микроскоп, чтобы получить изображения гибридных молекул и измерить их электронное поведение. Они обнаружили, что гибрид является отличным выпрямителем: протекающий через молекулы электрический ток был до 50 раз сильнее в направлении от испускающего электроны алмазоида к захватывающему их фуллерену, чем в обратном направлении. Это то, что ни один компонент не может сделать самостоятельно.

Хотя это не первый когда-либо изобретенный молекулярный  выпрямитель, он является первым, сделанным только из углерода и водорода. Такая простота является привлекательной, отметил проф. Манохаран. Следующим шагом, по его словам, является проверка, могут ли из тех же основных ингредиентов быть построены транзисторы.

«Фуллерены легко сделать – они могут быть выделены из сажи, а тип алмазоидов, состоящий из двух крошечных каркасов, которые мы использовали здесь, может быть куплен на рынке, - сказал он. - И теперь, когда наши коллеги из Германии выяснили, как связать их вместе, другие могут следовать их рецепту. Таким образом, хотя наше исследование было направлено на получение фундаментального понимания свойств новой гибридной молекулы, оно может привести к достижениям, которые помогут сделать молекулярную электронику реальностью».

Фуллерены и алмазоиды управляют током

Это изображение фуллереноалмазоидной молекулы под сканирующим туннельным микроскопом (СТМ). Острый металлический зонд СТМ располагается над одним атомом; по мере того как он сканирует образец, электроны туннелируют от зонда в образец. В этом исследовании с помощью СТМ были получены изображения фуллереноалмазоидов и проведены испытания их электронных свойств

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT