Sadece bir molekülün geçişi

En küçük elektrik şalteri için ilk test

İki metalik elektrot (karbon nanotüpler) bağlı bir azobenzen molekülünün şematik gösterimi © Franz Stadler / University of Regensburg
Yüksek sesle okuma

Bilim adamları şimdi bir simülasyondaki en küçük elektrik anahtarını test ettiler. Nature Nanotechnology dergisinde bildirdikleri gibi, iki mekansal yapıda var olabilen bir molekül olan bir izomer kullandılar.

Bilgisayarların ve diğer elektronik cihazların geliştirilmesi söz konusu olduğunda “daha ​​küçük, daha verimli” sloganı. Bileşenler uzun zamandır düşünülemez derecede küçük boyutlarda hareket ediyorlardı; Örneğin, günümüzde silikon bazlı bir transistörün yan uzunluğu 90 nanometredir. Gelişme devam ediyor: bir milometrenin milyarda biri olan bir nanometre büyüklüğündeki siparişler geleceğin bileşenlerine sahip olmalıdır. Moleküller kadar küçük olurlar.

Fakat moleküller elektronik cihaz olarak hareket edebilir mi? “Moleküler elektronik” lideri genç alanında kuantum fiziği ve elektroniği sınırında olan bilim adamlarını söyleyebilirsiniz. Bunlar arasında, 960.000 Euro ile Volkswagen Vakfı tarafından finanse edilen Regensburg küçük araştırma grubu. Gianaurelio Cuniberti ve Madrid Üniversitesi'nden bilim adamları: Kısa bir süre önce, tek bir organik molekülün elektrik anahtarı olarak işlev gördüğü bir devreyi simüle ettiler. Deney sonuçları, Nature Nanotechnology dergisinin şu anki Mart sayısında yayınlandı.

Anahtar aday olarak izomerler

Azobenzene, araştırmacılar tarafından şu ana kadarki en küçük elektrik anahtarlarından birini simüle etmek için kullanılan moleküle verilen addır. Azobenzene, farklı mekansal yapılarda var olan molekül sınıfına aittir. Aynı zamanda izomer olarak da adlandırılan bir molekülün bu durumları nitel olarak farklı özelliklere sahip olabilir. Örneğin, bir elektrik alana çok farklı tepki veriyorlar. Bu durum moleküler elektronikte kullanılmalıdır. Azobenzen molekülünün ve bunun izomerlerinin elektriksel taşınım özelliklerini araştırmak için, Regensburg'daki fizikçiler karmaşık bilgisayar simülasyon teknikleri seçtiler.

Moleküler yapı iletkenlik özelliklerini etkiler

Modelde, molekül nanoelektrotlar gibi davranan iki karbon nanotüpüne (karbon atomlarından oluşan) kimyasal olarak bağlandı. Bir elektrik voltajı uygulandığında, yükler molekülün içinden akabilir. Simülasyon, her iki izomerin de tamamen farklı elektriksel iletim özelliklerine sahip olduğunu gösterdi. Mekansal moleküler yapıda - örneğin farklı dalga boylarında lazer ışığıyla indüklenen bir değişiklik - böylece elektrik akımı akışını önemli ölçüde değiştirebilir ve böylece moleküler ölçekte bir anahtarlama işlevi gerçekleştirebilir. ekran

Önemli bir sonuç: Değiştirilebilirlik özellikle molekülü elektrotlara bağlayan kimyasal gruplardan etkilenir. Cuniberti ve ekibi, bu moleküler değişimin etkinliğini ve istikrarını test etmek için daha fazla araştırma planlıyorlar. Elde edilen sonuçlar, en gelişmiş elektronik donanımların geliştirilmesi için önemli bilgiler sağlayacaktır. Tüm güvenle, araştırmacılar şunu da biliyor: "Moleküler bilgisayarın bir süre beklemesi gerekecek."

(Volkswagen Vakfı, 07.03.2007 - NPO)