Створено неорганічний молекулярний транзистор, здатний працювати при кімнатній температурі

Прорив в неорганічних молекулярних транзисторах вдалося зробити дослідникам з Колумбійського університету. Вони виготовили свій варіант транзистора, що складається з молекулярної “групи” до складу якої входять 14 атомів різних елементів.

Діяльність дослідників, що працюють в області так званої молекулярної електроніки, спрямована на створення аналогів базових електронних компонентів, що складаються з окремих молекул різних хімічних сполук. За останні п’ять років на світ з’явилося безліч варіантів реалізації діодів і транзисторів, побудованих на основі молекул органічних і неорганічних сполук, і навіть на базі окремих атомів. На жаль, використання органічних молекул не дає необхідного рівня повторюваності результатів, іншими словами, характеристики кожного органічного молекулярного транзистора відрізняються від характеристик іншого точно такого ж транзистора. Транзистори ж на основі неорганічних молекул демонструють приблизно однакові характеристики, але, на жаль, до останнього часу такі транзистори могли працювати тільки будучи охолодженими до наднизьких температур.

Штучно створена “молекула” підключена до двох золотих електродів, і коли в цій молекулі змінюється електричний потенціал шляхом додавання з видалення одного електрона, то транзистор перемикається з відкритого в закритий стан, тобто з провідного в непроводящее електричний струм стан.

Основний “родзинкою” даної розробки є штучна молекула, кожен з 14 атомів якої розташований в строго заданому місці молекули. Для створення таких молекул і маніпулювання ними був розроблений ряд технологій, в яких використовувався наконечник електронного мікроскопа. Однак згідно з наданою дослідниками інформації, безліч таких ідентичних молекул можна отримувати в промислових масштабах, використовуючи ланцюжок нескладних хімічних реакцій і фізичних процесів.

Управління станом неорганічного молекулярного транзистора здійснювалося за допомогою електричного потенціалу званого напругою зміщення, створюваного наконечником електронного скануючого мікроскопа. При кімнатній температурі співвідношення електричної провідності транзистора в відкритому і закритому стані дорівнювало 600, що зовсім непогано для транзистора на основі єдиної молекули.

Структура штучної молекули була отримана в ході низки складних комп’ютерних розрахунків, в яких враховувалися особливості будови і взаємодії атомів різних елементів. Точно такий же метод розрахунку і синтезу можна використовувати і для створення молекул, електронні компоненти на базі яких будуть мати цілу низку унікальних електричних властивостей.

На жаль, дані дослідження носять виключно фундаментальний характер і не варто очікувати швидкої появи електронних пристроїв наступного покоління, побудованих на базі молекулярних транзисторів. Проте, як це добре відомо з історії, низка фундаментальних досліджень дозволяє накопичити дані, великий обсяг яких дає людям можливість зробити якісний ривок і використовувати все це в практичних цілях.