Вчені вперше змусили молекули обмінюватися сигналами і обробляти інформацію

Вчені вперше змусили молекули обмінюватися сигналами і обробляти інформацію

За останні кілька років область молекулярної електроніки істотно просунулася вперед. Вченими були створені функціонують молекулярні діоди, транзистори, елементи пам’яті і молекулярні аналоги інших електронних компонентів.

Проте, до останнього часу так і не була вирішена головна задача, задача передачі і обміну інформацією між молекулярними пристроями при кімнатній температурі. А без цього майбутнє всієї галузі молекулярної електроніки продовжує залишатися в підвішеному стані.

Нещодавно дослідники з Наньчанського університету (Nanchang University), Китай, закінчили розробку нового пристрою, в основі якого лежать молекули особливого виду (SnCl2Pc), які можуть знаходитися в двох суворо визначених формах при контакті з мідною поверхнею. Ці дві форми можна інтерпретувати як логічні 1 і 0, знайомі нам з цифрової логіки.

Робота нового пристрою базується на явищі, відомому під назвою площинний молекулярної орієнтації (in-plane molecular orientation). Це явище відбувається в момент, коли молекула складної органічної сполуки “приземляється” на тверду поверхню. Ця адсорбована поверхнею молекула може прийняти одну з декількох її форм, а безліч цих форм можна умовно розбити на групи.

“У молекули, яку ми використовували в експериментах, є дві певні адсорбційні конфігурації в разі її контакту з мідною поверхнею” – розповідає Лі Ван, професор фізики, – “Ми розглядаємо одну (ліву) орієнтацію молекули, як логічну 1, а праву орієнтацію – як логічний 0 “.

Група професора Ванна виявила, що орієнтацію однієї молекули можна змінювати шляхом міжмолекулярних взаємодій, змінюючи орієнтації двох сусідніх молекул. Кілька таких молекул, розташованих певним чином один щодо одного, можна розглядати як свого роду логічний елемент, в якому вихідний сигнал залежить від значень двох вхідних сигналів.

“Ми вперше в історії науки досягли успіху в реалізації передачі сигналів і взаємодії між окремими молекулами” – розповідає професор Ван, – “Кожна молекула є носієм певного сигналу, що містить збережену або передану інформацію. А сукупність молекул, розташованих заданим способом, дозволяє виконувати досить складні операції по обробці інформації “.

Молекулярні пристрої, створені в лабораторії професора Ванна, були виготовлені шляхом послідовної установки кожної молекули на мідну основу. Але для того, щоб з’явилася можливість створення подібних молекулярних механізмів в промислових масштабах, потрібно розробка відповідних методів виробництва, які дозволять розташовувати молекули в заданих місцях з високою точністю, що забезпечить необхідну функціональність міжмолекулярних взаємодій.

У своїх подальших дослідженнях китайські вчені мають намір створити ряд нових складних молекулярних механізмів, за допомогою яких особливості міжмолекулярних взаємодій будуть вивчені більш ретельно. “І в кінці кінців ми спробуємо з’єднати молекулярні пристрої різного виду в одну складну систему, яка зможе виконувати обчислення, подібні обчислень, які здатні виробляти звичайні електронні пристрої” – пишуть дослідники.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*