Разработан первый эффективный диод из одной молекулы

Под руководством Латхи Венкатараман (Latha Venkataraman) коллектив Columbia Engineering создал первый одномолекулярный диод, который может получить реальное применение в наноэлектронике.

Одна молекула представляет собой логический предел миниатюризации электронных устройств. Идея создания одномолекулярного диода была выдвинута еще в 1974 г., в статье Марка Ратнера (Mark Ratner) и Ариэха Авирама (Arieh Aviram). Поскольку диод функционирует как клапан для электрического тока, его структура должна быть асимметричной. Руководствуясь этим соображением, ученые, работающие в области молекулярной электроники, просто старались найти молекулы асимметричной формы.

«Хотя такие асимметричные молекулы в самом деле обнаруживают некторые диодные свойства, они неэффективны, – утверждает Брайан Капоцци (Brian Capozzi), первый автор статьи, опубликованной 25 мая в Nature Nanotechnology. – Соотношение величин тока в направлениях “on” и “off” у них обычно очень низкое».

Для того, чтобы избежать проблем, связанных с асимметричными молекулами, Венкатараман и ее коллеги сконцентрировались на создании асимметрии в среде, окружающей молекулярное соединение. Они погрузили активную молекулу в ионный раствор и подключили ее в цепь, используя золотые электроды разной длины.

Такой подход позволил достичь коэффициента выпрямления 250 – в 50 раз выше, чем у прежних конструкций. Во включенном состоянии ток достигал 0,1 мкА, как подчеркивает Венкатараман, для одной молекулы это немало. Простота новой технологии делает ее пригодной для наноустройств любых типов, в том числе для оснащенных графеновыми электродами.

Авторы продолжают работать над увеличением коэффициента выпрямления, используя другие молекулярные системы, а также пытаются подвести под свое открытие теоретическую основу.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI