«Умные» молекулы предложили использовать в жестких дисках нового поколения

Исследователи использовали молекулы органической соли для создания новых запоминающих устройств. Переключаться между нулем и единицей в таком устройстве можно с помощью электрического тока. Статья с результатами работы опубликована в журнале Angewandte Chemie.

Плотность записи информации на носителях растет с каждым годом. Однако потенциал существующих технологий ограничен размером составляющих устройства транзисторов. Современные методы нанотехнологии позволяют уменьшить размер транзисторов, однако и для них есть предел. Если же использовать в качестве транзисторов молекулы, плотность записи информации может достичь 250 терабит на квадратный дюйм — что примерно в 100 раз превышает аналогичный показатель для существующих жестких дисков. При среднем размере молекулы в пять квадратных нанометров на поперечном сечении человеческого волоса их может поместиться более миллиарда.

Теперь ученые из Бельгии, Великобритании и Германии предложили использовать в качестве транзисторов молекулы органической соли. Их состояниями можно управлять с помощью подачи небольшого электрического напряжения. Подача электричества делает молекулы ярче, его отсутствие — темнее. Переключение между этими состояниями позволяет кодировать информацию в виде нулей и единиц.

Крайне важно, что эту информацию можно записать, прочитать и стереть при комнатной температуре и нормальном давлении. Это важные характеристики для практического применения молекул в вычислительных запоминающих устройствах. Большинство предыдущих исследований в области молекулярной электроники для аналогичных применений проводились в вакууме и при очень низких температурах.

Сама молекула представляет собой перхлорат органического соединения под названием PQPC₁₄, которое состоит из пяти ароматических колец, атома азота в центре и насыщенного углеводородного радикала длиной в 14 атомов. В лабораторных экспериментах ученые использовали небольшие электрические импульсы в сканирующем туннельном микроскопе, чтобы управлять яркостью отдельных молекул. Исследователи также смогли быстро прочитать и стереть информацию с помощью СТМ.

Во время переключения электрический импульс изменяет способ взаимодействия между ионами соли, из-за чего меняется их взаимное расположение. Это обуславливает тот факт, что молекула становится либо темнее, либо ярче. Помимо самого переключения, решающее значение имеет также спонтанное упорядочение молекул. Под действием электрического поля они могут переходить в высокоупорядоченную структуру — двумерный кристалл — путем самосборки. При этом отсутствует необходимость в дорогостоящих производственных инструментах, которые сегодня используются в электронике.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.