Ученые из США и Южной Кореи создали транзистор, состоящий из одной молекулы

Группа ученых из США и Южной Кореи под руководством Марка Рида из Йельского университета и Такхи Ли из Университета Кванджу разработала одномолекулярный транзистор, который представляет собой молекулу бензола, помещенную между двумя золотыми контактами, соединенную с ними специальными функциональными группами, содержащими атомы серы. Эта конструкция покоится на основании из алюминия, служащего управляющим электродом, сообщаетРИА "Новости"со ссылкой на последний выпуск научного журнала Nature.

На разработку технологии создания и изучения таких одномолекулярных транзисторов ушло около 10 лет, так как это требует формирования золотых контактов, находящихся на расстоянии друг от друга всего в несколько нанометров, а также усовершенствования современных методов спектроскопического анализа для выявления изменений, происходящих с одиночной органической молекулой под воздействием электрического поля.

Данная работа работа показывает принципиальную возможность создания таких сверхминиатюрных устройств с заданными параметрами на основании теоретических представлений о строении молекул

Ученые обнаружили, что, подавая электрическое напряжение на золотые контакты, они могут регистрировать течение электрического тока через молекулу, и, прилагая в то же самое время электрическое поле к молекуле с помощью алюминиевого электрода, оказываются в состоянии регулировать силу электрического тока через молекулу.

Такая работа устройства совершенно аналогична работе полевого транзистора, являющегося основным элементом в конструкции современных кремниевых микропроцессоров, которые повсеместно используются в компьютерах.

Несмотря на то, что подобные молекулярные полевые транзисторы демонстрировались учеными и ранее, авторам новой публикации, в отличие от своих коллег, удалось впервые показать изменения в энергетическом состоянии молекулы бензола при приложении к ней электрического поля, которые и приводят к изменению силы тока через устройство.

"Этот процесс напоминает вкатывание мяча в гору, где мяч отражает текущий через молекулу электрический ток, а высота холма отражает то или иное энергетическое состояние молекулы. Грубо говоря, мы научились управлять высотой этого холма на примере одной-единственной молекулы", - сказал Рид, слова которого приводит пресс-служба Йельского университета.

"Наша работа, тем не менее, не позволяет нам начать создавать молекулярные электрические схемы и микропроцессоры нового поколения - нас от этих возможностей отделяют еще десятки лет технического прогресса, однако нам удалось разрешить проблему, волновавшую ученых в течение десятилетия, и доказать, что одна-единственная молекула может функционировать как транзистор", - подытожил ученый.