Самый маленький в мире диод состоит из одной молекулы ДНК

07Апреля2016

Автор: Становой Сергей

Современные электронные устройства становятся все более сложными и функциональными, не меняя при этом свой размер, и даже наоборот – уменьшаясь. Естественно, что плотность отдельных составляющих в электронных компонентах должна при этом увеличиваться. Но ведь бесконечно уменьшать полупроводниковые структуры, на основе которых создаются диоды, транзисторы и интегральные схемы не будешь. Рано или поздно придется отходить от традиционного построения электронных схем. Попытки это сделать предпринимаются учеными и изобретателями вот уже несколько десятилетий. И одной из них является новая разработка исследователей из Университета штата Джорджия и Университета Бен-Гуриона Израиля.

Ученые в этот раз решили не прибегать к использованию традиционных полупроводников, а применить для построения электронных компонентов … молекулы ДНК. Созданный ими наноразмерный элемент является, по сути, обычным диодом, только в сильно уменьшенном масштабе, и сделанным из органики.

Из курса школьной физики мы знаем, что диод, как правило, включается в состав электрической цепи, чтобы позволять электрическому току течь только в одном направлении. Диоды широко используются в современных электронных устройствах для преобразования рода тока (переменного в постоянный), для защиты электрических цепей от чрезмерно высоких значений тока и от неправильной плюсовки. Но не только для этого. В микропроцессорной технике диоды также имеют большое значение, но их размеры приходится уменьшать одновременно с ростом интеграции других элементов.

Уникальность новой разработки не только в размерах созданного учеными электронного компонента, но и в том, что для его производства впервые использовали органический материал. Ученые обнаружили, что одна из молекул в цепочке ДНК обладает такими же свойствами, что и обычный диод, то есть проводит ток только в одном направлении.

Для того чтобы создать электрическую цепь на молекулярном уровне ученым пришлось использовать 11 пар молекул ДНК, объединенных в одну цепочку. В результате тестов они обнаружили, что ток, который течет в одном направлении в 15 раз больше тока, текущего в другом направлении при одном и том же электрическом напряжении только обратной полярности.

Кстати до этого момента считалось, что ДНК любого живого организма является абсолютно симметричной структурой, то есть ее физические и химические свойства не меняются независимо от направления. Но, как оказалось, это далеко не так.

Результаты этого исследования вполне могут дать толчок для полномасштабных исследований в области освоения органической электроники.

Источник информации: Университет штата Джорджия (www.engineering.uga.edu)