Световой «включатель» тока состоит из одной молекулы

Ученые из Центра Гельмгольца (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, HZDR) и Университета Констанц (Германия), как недавно сообщил академический журнал Advanced Science, впервые в мире смогли с помощью света включать прохождение электрического тока устройством, состоящим из одной молекулы.

Как заявил доктор Артур Эрбе (Artur Erbe), физик из HZDR, одиночные молекулы это наименьшие известные сегодня компоненты, которые можно интегрировать в процессор.

Для того, чтобы молекула могла селективно включать и останавливать текущий через нее ток, необходимо, чтобы прочные связи между ее индивидуальными атомами в одной точке исчезали, и возникали вновь при закачке в структуру энергии.

Подходящий кандидат был найден химиком из Констанци, Янником Вольфом (Jannic Wolf). Молекула фотохромного материала диарилэтена (diarylethene) длиной 3 нм содержит два нанопровода и, в зависимости от того открыта или замкнута определенная связь в ее структуре, ведет себя как изолятор или проводник.

Этот эффект был подтвержден авторами в многочисленных экспериментах с применением различных растворителей. Два нанопроводника молекулы в жидкости соединяли с тончайшими наноэлектродами, острие которых состояло всего из нескольких атомов золота.

Когда на молекулу попадал свет, она переключалась в замкнутое состояние, и начинала пропускать электрический ток. Ученым пока не удалось заставить такой коммутатор срабатывать в обратном направлении, но доктор Эрбе полон оптимизма на этот счёт. «Наши коллеги из группы теоретиков HZDR рассчитали, как именно молекула должна поворачиваться для прерывания тока. Вместе с химиками из Констанцы мы сможем воплотить это решение в жизнь и синтезировать нужную молекулу», — сообщил он.

Примерно 10 лет назад, группа из Университета Гронингена (Нидерланды) сконструировала молекулярный выключатель тока. Он также работал лишь в одном направлении (только выключал), и тогда не удалось с полной определенностью подтвердить, что изменение проводимости связано индивидуальной молекулой.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365