Pažanga kuriant nano elektroniką: Nauji moksliniai tyrimai nukreipia krūvius per atskiras molekules

molectronics

Mokslininkai susiduria su aibe kliūčių, kai jie bando sukurti grandynus, kurie yra molekulinio dydžio, įskaitant tai, kaip patikimai kontroliuoti srovę, tekančią vienos molekulės pločio grandine. Chemijos inžinieriai jau suprato, kaip patikimai kontroliuoti srovę, tekančią  grandine.

Aleksander Shestopalov, Ročesterio universiteto chemijos inžinerijos  docentas, padarė kaip tik tai, kas priartina mus vienu žingsniu prie nanomastelinių schemų.

Iki šiol mokslininkai negalėjo patikimai nukreipti krūvio iš vienos molekulės į kitą .

Shestopalov dirbo su OLED ( organinis šviesos diodas ) maitinamu mikroskopiškai mažos, paprastas grandinės, kurioje jis prijungė vienmolekulinį ploną organinės medžiagos lakštą tarp teigiamo ir neigiamo elektrodų.
molectronics

Naujausios mokslinių tyrimų publikacijomis parodė, kad sunku kontroliuoti srovę einančią per grandinę nuo vieno elektrodo prie kito tokia siaura grandine. Kaip Shestopalov aiškina –  paskelbtame žurnale „Advanced Material Interfaces“ straipsnyje, raktas buvo antro, inertinio molekulių sluoksnio pridėjime.

Inertiškas – arba nereaguojantis – sluoksnis yra pagamintas iš tiesios grandinės organinių molekulių. Aromatinių molekulių sluoksnio viršuje – ar žiedo formos – molekulės veikia kaip laidai, atliekantys elektronų perdavimą. Inertiškas sluoksnis, tiesą sakant, veikia kaip plastikinis apvalkalas ant elektros laidų izoliuodamas ir atskirdamas gyvus laidus nuo supančios aplinkos. Nuo apačios sluoksnis nėra pajėgus reaguoti su užklotu sluoksniu, elektroninės komponento savybės yra nulemtos vien tik viršutinio sluoksnio.

Dvisluoksniai pertvarkymai taip pat suteikė Shestopalov’ui galimybę subtiliai reguliuoti srovės perdavimo valdymą. Keičiant funkcines grupes – atomų vienetai, kurie pakeičia vandenilį molekulėse ir lemia molekulės būdingą cheminį reaktyvumą – jis galėtų tiksliau paveikti greitį, pagal kurią srovė praeina tarp elektrodų ir viršutinio organinių molekulių sluoksnio.

Molekuliniuose elektroniniuose prietaisuose, kai kurios funkcinės grupės paspartina krūvių perdavimą , o kitos – jį sulėtina. Įtraukiant inertinių molekulių sluoksnį, Shestopalov galėjo sumažinti bet kokią sąveiką su viršutiniu sluoksniu ir , galų gale, keičiant funkcinę grupę, pasiekti tikslią krūvio pernašą, reikalingą prietaisui.
Pavyzdžiui, OLED gali prireikti greitesnės krūvio pernašos, kad išlaikytų tam tikrą ryškumą, tuo tarpu biomedicinos įpurškimo įtaisui gali prireikti lėtesnio subtilioms arba besikeičiančioms procedūroms.

Nors Shestopalov įveikė didelę kliūtį, vis dar daug darbų reikia nuveikti iki dviejų sluoksnių molekuliniai elektroniniai prietaisai taps praktiški. Kita kliūtis yra ilgaamžiškumas .

skaityti daugiau: http://www.sciencedaily.com