Одно-молекулярный переключатель имитирует транзистор для ультра-высокой плотности вычислений

Исследователи обнаружили одно-молекулярный переключатель, способный действовать как транзистор и хранить бинарную информацию, такую как 1 и 0, используемые в классических вычислениях. Молекула размером около пяти квадратных нанометров — более миллиарда из них поместится на поперечном сечении человеческого волоса. Исследователи считают, что такие молекулы могут обеспечить плотность информации около 250 терабит на квадратный дюйм, что примерно в 100 раз превышает плотность хранения современных жестких дисков.

В исследовании молекулы органической соли могут быть переключены с помощью небольшого электрического входа, чтобы появляться яркими или темными, предоставляя бинарную информацию. Эту информацию можно записывать, считывать и стирать при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Это важные характеристики для практического применения молекул в устройствах хранения вычислительных данных. Большинство предыдущих исследований в молекулярной электронике для подобных приложений проводились в вакууме и при очень низких температурах.

Существует несколько свойств, которыми должна обладать молекула для использования в качестве молекулярной памяти. Помимо переключаемости в обоих направлениях в обычных условиях, она должна быть стабильной долгое время в ярком и темном состоянии, а также спонтанно формировать высокоупорядоченные слои толщиной в одну молекулу в процессе, называемом самосборкой.

В лабораторных экспериментах команда использовала небольшие электрические импульсы в сканирующем туннельном микроскопе для переключения отдельных молекул из ярких в темные. Они также смогли считывать и стирать информацию потом по нажатию кнопки. Во время переключения электрический импульс меняет способ укладки катиона и аниона в органической соли, и эта укладка заставляет молекулу появляться яркой или темной. Помимо самого переключения, спонтанное упорядочивание молекул критично — через самосборку они находят путь в высокоупорядоченную структуру (двумерный кристалл) без необходимости дорогих производственных инструментов, как в современной электронике.

Для дополнительной информации свяжитесь с доктором Стэйн Мертенс по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; +44 (0)1524594189.