Эффективность молекулярных диодов увеличена в 10 раз

Современные электронные устройства, такие как смартфоны и планшеты, построены на миниатюрных переключателях, постепенно приближающихся по размерам к молекулам. Создавая сложности для традиционных электротехнических технологий, эта тенденция, одновременно, открывает интересные перспективы использования в обработке информации свойств молекул.

Статья, которая выйдет в февральском номере Nature Nanotechnology, повествует о молекулярных устройствах — диодных выпрямителях — с устойчиво контролируемыми электронными свойствами, которые созданы в результате кооперации ученых из Университетского колледжа в Корке (Ирландия) и Национального университета Сингапура.

Силы Ван-дер-Ваальса — самые слабые из межмолекулярных и межатомных взаимодействий, они становятся заметными только если суммируются на большх площадях. Поэтому, до сих пор в большинстве исследований сверхмалых устройств ими пренебрегали. Новые эксперименты, подкрепленные компьютерным моделированием в Ирландском центре высокоуровневых вычислений впервые продемонстрировали как малейшая модификация ориентации и состава молекул приводит к изменению сил Ван-дер-Ваальса, достаточно значительному, чтобы коренным образом оптимизировать функционирование электронных устройств. Так, простое добавление одного атома углерода делает устройства более стабильными и увеличивает соотношение электрического сопротивления в состояниях вкл/выкл на порядок величины.

Впервые молекулярные выпрямители были предложены еще в 1974 г., однако необходимым условием для оптимизации их характеристик, для понимания роли взаимодействий между молекулами и молекул с металлическими контактами оказалась возможность моделирования процессов, происходящих на атомном уровне, с применением высокопроизводительных компьютеров. По прогнозам авторов работы, новые молекулярные устройства позволят бороться с избыточным нагревом в лэптопах и мобильных телефонах, а также способствовать заживлению ран путем электростимуляции восстановления тканей.