Новый молекулярный транзистор может управлять единичными электронами

21Июля2015

Автор: Становой Сергей

Миниатюризация современных электронных компонентов продолжается, не смотря на все законы физики, которые, кажется, всячески препятствуют этому. И в подтверждение этой эволюции электроники новая разработка исследователей из Германии, США и Японии – молекулярный транзистор, который способен управлять потоком единичных электронов.

Новый электронный компонент состоит всего из одной молекулы и нескольких вспомогательных атомов. Разработчики уверяют, что структура достаточно стабильна, чтобы эффективно работать продолжительное время.

Сейчас проблема миниатюризации электроники стоит особо остро. К примеру, один атом кремния – полупроводника, который широко используется для создания транзисторов, диодов и других полупроводниковых элементов, в диаметре примерно 0,5 нанометра. Минимальный же размер элемента может составлять порядка 30 атомов. Если это количество уменьшать, структура становится нестабильна из-за влияния волновых эффектов, и, в конечном счете, саморазрушается.

Да, ведутся разработки по созданию элементов, состоящих всего из нескольких атомов, но их работа сильно зависит от расположения и перемещения отдельных электронов, которыми до настоящего времени было практически невозможно управлять.

Новая разработка международной команды исследователей обещает исправить существующую проблему. Ученые и исследователи отмечают, что их молекулярный транзистор как раз способен управлять отдельными заряженными частицами. Ученые буквально создали этот элемент из отдельных атомов, используя сканирующий туннельный микроскоп.

Сам транзистор состоит из 12 атомов индия, «сложенных» определенным образом. Внутри этой структуры находится молекула фталоцианина. Поток электронов контролируется положительно заряженными атомами, которые в данном случае выступают в роли затвора – одного из управляющих электродов полевого транзистора. Одновременно заряд самой молекулы определяет, как именно будет проходить через транзистор отдельный свободный электрон.  

Новая разработка открывает путь для дальнейших исследований в области миниатюризации электроники. А это в свою очередь приведет в будущем к созданию новых высокопроизводительных интегральных схем и микропроцессоров.

Источник информации: Научно-исследовательская лаборатория ВМС США (www.nrl.navy.mil)