Молекула-транзистор заставит компьютер думать быстрее

Группа американских и южнокорейских ученых впервые построила транзистор, состоящий всего из одной молекулы. Использование подобных элементов позволит электронике будущего выйти на новый уровень и преодолеть технологические барьеры традиционных полупроводников. Подробнее об этом "Правде.Ру" рассказал кандидат технических наук Александр Снегирев.

Под руководством Марка Рида, профессора инженерии и прикладных наук Йельского университета, группа изобретателей продемонстрировала в ходе практического эксперимента, что помещенная между двумя золотыми контактами проводника молекула бензола ведет себя как классический кремниевый транзистор. Регулируя напряжение тока, подаваемого на контакты, ученые смогли управлять энергетическими состояниями молекулы, от которых зависит возможность бензола пропускать через себя электрический заряд.

"Это похоже на шар, который сначала надо вкатить на холм, а потом отпустить вниз. Размер шара соответствует пропускаемому электрическому заряду, а высота холма - это энергетическое состояние, в котором пребывает молекула, - говорит профессор Рид. - Мы можем изменять высоту холма, опуская его, чтобы пропустить заряд, и поднимая, чтобы запереть контур". Таким образом, научной группе удалось найти способ оперировать единичной молекулой как полноценным полупроводниковым транзистором.

Читайте также "Фотонные кристаллы запирают тепло на замок"

Еще в начале 1990-х годов Марк Рид и его студент Таки Ли (ныне - профессор южнокорейского Института науки и технологий в Гванджу) высказали предположение, что "длинные" молекулы могут играть роль транзисторов. Разработав необходимые технологии, которые позволили рассмотреть этот процесс в деталях, ученые вернулись к своей гипотезе и наглядно доказали ее.

Доцент, кандидат технических наук Александр Снегирев рассказал "Правде.Ру" о том, где и как может быть применено новое изобретение.

"Главным направлением, где молекулярный транзистор может оказаться особенно полезен - это компьютеры. Миниатюризация коснулась всех аспектов современной компьютерной техники, но она никак не может повлиять на "законченные" элементы, к которым относится транзистор. Его уменьшение невозможно в силу физических свойств кремния в наномасштабах.

Молекулы-транзисторы лишены такого ограничения. Кроме того, за счет своей простоты они гораздо быстрее переключаются между разными режимами работы, что в целом ускоряет производительность электроники. Представьте, что в процессоре - миллионы транзисторов, и каждый из них дает пускай крошечную, но задержку в работе. Избавление от этой "неповоротливости" можно назвать одной из важнейших задач электронного производства".

Марк Рид и Таки Ли, напротив, акцентируют внимание не на потенциальных возможностях молекулярного транзистора, а на научной составляющей исследования. "Мы не знаем, на чем будет базироваться электроника будущего, - говорит профессор Рид. - Для нас важнее, что после многих лет интенсивной работы, мы нашли искомое решение загадки и доказали, что единичные молекулы могут работать транзисторами".

Читайте также в "Правде.Ру"