Войти в аккаунт
Хотите наслаждаться полной версией, а также получить неограниченный доступ ко всем материалам?

Создан "одномолекулярный" диод

Создан "одномолекулярный" диод

Исследователи Колумбийского университета сообщили о том, что им удалось создать диод из одной молекулы, который может использоваться в устройствах наномасштаба. Как утверждается в научной статье «Single-Molecule Diodes with High On-Off Ratios through Environmental Control», новая технология позволяет создавать диоды c производительностью в 50 раз выше, чем у предшественников.

Columbia University

Идея создания «одномолекулярного» диода была впервые предложена в 1974 году. Ещё тогда выдвигалась теория, утверждающая, что молекула может работать как выпрямитель, или однонаправленный проводник электрического тока. С тех пор исследователи неоднократно предпринимали попытки создания одиночных молекул на металлических электродах, которые могли бы играть роль диодов, резисторов, переключателей или транзисторов. При этом в таких молекулах наблюдались различные квантовые механические эффекты, такие как интерференция, что негативно отражалось на их свойствах. Самой большой проблемой являлся очень низкий коэффициент выпрямления.

Nature.com

Инженеры Колумбийского университета предложили новый подход к созданию «одномолекулярного» диода с коэффициентом выпрямления более 250 (что в 50 раз больше предыдущих достижений) и сравнительно высоким током в прямом направлении (около 0,1 мкА). Габариты устройства настолько малы, что квантовые механические эффекты очень сильно влияют на работу диода. Поэтому создание такой молекулы с ожидаемым поведением и характеристиками является настоящим триумфом — считает руководитель проекта Лата Венкатараман (Latha Venkataraman).

Для борьбы с негативными квантовыми эффектами вместо использования ассиметричной структуры самого диода изобретатели создали так называемое ассиметричное окружение молекулы: соединения активных молекул были помещены в ионную среду, а для контакта с ними использовались золотые электроды разных размеров. Инженеры считают, что такая техника открывает путь к созданию атомной электроники с использованием разных перспективных материалов, в том числе и с графеновыми электродами. Целью дальнейшей работы учёных является усовершенствование дизайна диода, чтобы ещё повысить коэффициент выпрямления.

Источник: www.3dnews.ru
{{ rating.votes_against }} {{ rating.rating }} {{ rating.votes_for }}

Комментировать

осталось 1800 символов
Свернуть комментарии

Все комментарии (22)

hmirbolotni

комментирует материал 02.06.2015 #

Эх епт...!!! А вот зато у них, на загнивающем Западе, туземцев к колониях угнетают!

user avatar
Ёжик

комментирует материал 02.06.2015 #

Ну да, революционный диод "собрали" на одной молекуле, но для его работы требуется "ионная среда" как минимум из тысяч молекул. Это примерно то же самое, что наручные часы с блоком питания, который нужно тащить за собой на тележке.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 02.06.2015 #

Так ведь они сделали эту "ионную среду" только для того, чтобы показать возможность работы диода из ОДНОЙ молекула.

Совершенно ясно, что влияние негативных кв. эфф. можно понижать, запараллелив несколько таких устройств, без ионной среды..

user avatar
Ёжик

отвечает hmirbolotni на комментарий 02.06.2015 #

Отнюдь. Цитирую:

"Габариты устройства настолько малы, что квантовые механические эффекты очень сильно влияют на работу диода" и далее:

"Для борьбы с негативными квантовыми эффектами . . . . изобретатели создали так называемое ассиметричное окружение молекулы: соединения активных молекул были помещены в ионную среду".

Получается, что без этого окружения "революционный диод" попросту не работает.

Что касается "запаралеллив несколько таких устройств", то для практических целей их придется брать не два и не три, а снова тысячи.

Относительно целей только демонстрации возможности создания диода на одной молекуле, то без практических последствий этому аттакциону грош цена. Если не ошибаюсь, теоретическая возможность создания такого устройства была предсказана полвека назад.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 02.06.2015 #

Ещё раз: с помехами (в т.ч. квантовомеханическими) можно бороться различными способами. Для того, чтобы показать возможность работы диода на ОДНОЙ молекуле, авторам разработки понадобилась "ионная среда". Но диоды можно запараллелить (а не использовть ионную среду), и от этого понизится влияние шумов. Если запараллелить, например, 10 диодов, то ошибка понизится примерно в 3 раза. И т.д.



Почему вы говорите про тысячи диоов, непонятно.



Так что вашим возражениям грошь цена.

user avatar
Ёжик

отвечает hmirbolotni на комментарий 02.06.2015 #

Можно ещё охладить до абсолютного нуля. Относительно тысячи в параллель я сказал не случайно: пару десятилетий назад японцы попытались уменьшить ячейки оперативой память и обнаружили, что толщину нельзя снижать меньше тысячи молекул. Из-за квантовых эффектов (тепловые колебания и прочее) память становится ненадежной. Полагаю, примерно такая же ситуация и здесь. Так что кроме чисто научного интереса полученный здесь результат ни к селу, ни к городу.

И наконец, как вы представляете себе "запараллелить"? - Привинтить несколько молекул к текстолитовой плате и подпаять проводками не получится. Попробуйте себе представить, что такое молекула, на следующем примере. Если футбольный мяч увеличить до размеров земного шара, то молекула средней руки окажется величиной с горошину.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 02.06.2015 #

"Привинтить несколько молекул к текстолитовой плате и подпаять проводками не получится"



А для чего вы нихрена не знаете, что микросхемы изготавливаются не на древесно-стружечной плите, а на подложках (например, на кремниевой кристаллографической поверхности)? Ведь это изучают в средней школе.



Запараллеливание 1000 молек. диодов приведет к понижению шума примерно в 30 раз.

Квантовые шумы соизмеримы с полезным сигналом, и нахрен такое сильное понижение помех, непонятно. 10 диодов дадут понижение шума в 3 раза и это весьма неплохо.



Похоже, вы никогда не видели, как выглядит полезный сигнал даже на типичных элементах микросхем, ничему не учились, не делали даже учебных лабораторных работ по подобным темам, и вообще.



Может быть, вы тракторист или мастер по починке унитазов? При всем уважении к этим профессиям, в микро-, нано электронике другие методы.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 02.06.2015 #

"пару десятилетий назад японцы попытались уменьшить ячейки оперативой память и обнаружили, что толщину нельзя снижать меньше тысячи молекул. "



Только что японцы предложили такой шарикоподшипник, который годится разве лишь засунуть в жобу изобретателей.



(Про охлаждение до абс. нуля итп, это тоже к японцам, которые пытались, лет 30-40 назад ляпать процессор на эффекте Джозефсона, а также к их 'достойным современным преемникам' из РФ, которые пытаются теперь наступить на те же грабли.)

user avatar
Ёжик

отвечает hmirbolotni на комментарий 02.06.2015 #

Ну что же, стало быть, моё "привинтивное" сравнение не дошло. Вы так и остались при том первобытном мнении, что с молекулами можно вот так запросто, хоть десять штук вряд выстроить, хоть сотню. Оно и понятно, тракторист всегда мыслит масштабно, ему что молекула, что унитаз - бери и работай.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 02.06.2015 #

Те, кто имеет хоть какое-то понятие о микроструктурах, знает, что много молекул выстроить проще, чем выделить одну.



(Нет, вы наверное плотник, и исходите из того, то одну доску приколотить проще, чем несколько))

user avatar
Ёжик

отвечает hmirbolotni на комментарий 03.06.2015 #

Вот я и говорю, что плотнику не объяснишь, что "запараллелить" молекулы не такая же простая (если вообще возможная) задача, как "запараллелить" доски. В его понятии нужно просто взять "горсть молекуляных диодов" и приколотить рядком. Ну а поскольку диоды молекулярные, можно будет всё это назвать "микроструктурой". Главное, суметь выговорить это слово без ошибок, чтобы из себя изобразить знатока.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 03.06.2015 #

"Вот я и говорю, что плотнику не объяснишь, что "запараллелить" молекулы не такая же простая (если вообще возможная) задача, как "запараллелить" доски. "



Все-таки, вы, наверное, плотник и не знаете, что диод из многх молекул создать проще, чем из одной молекулы. Вы даже не знаете, почему так, и как это можно сделать (хотя это вопрос из школьной программы.)

user avatar
Ёжик

отвечает hmirbolotni на комментарий 03.06.2015 #

Это насколько же нужно быть дилетантом, чтобы предположить, что классический полупроводниковый диод делают "запараллеливанием" обсуждаемых выше "одномолекулярных диодов". Я потрясён. Откройте какой-нибудь учебник попроще и попробуйте для себя уяснить, что такое p-n переходы и какую роль они играют в диодах и транзисторах. Сразу предупреждаю: механизм выпрямления у них принципиально иной, чем в приведенной выше статье.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 03.06.2015 #

"Это насколько же нужно быть дилетантом, чтобы предположить, что классический полупроводниковый диод делают "запараллеливанием" обсуждаемых выше "одномолекулярных диодов".



ГЫ-ГЫ-ГЫ-ГЫ



При эпитаксии на монокристаллическую подложку вообще трудно сделать так, чтобы молекула ложились на неё НЕ параллельно.

Основная трудность выделить именно одну молекулу (можно две, три итд, чем больше, тем проще).

Другая трудность, это ввести сигнал с макроскопического уровня на молекулу, и вывести отклик с неё на макроскопический уровень.

Всё это изучают в школе, которую вам, вероятно, не удалось честно закончить, а а купленном аттестате зрелости про это не написано.



ГЫ-ГЫ-ГЫ-ГЫ-ГЫ-ГЫ-ГЫ-ГЫ



Нет, вы, вероятно, не плотник, а грузчик, тогда, конечно, один ящик водки нести проще, чем два итд (что почти невозможно). Из этого вы и исходите.

user avatar
Ёжик

отвечает hmirbolotni на комментарий 03.06.2015 #

Стало быть, что такое p-n переход, вы так и не узнали. Печально.

Напоследок скажу только одно: попытка выставить себя "специалистом", надергав обрывочных сведений из Интернета, при огромных прорехах в базовых понятиях выглядит смешно и глупо. Найдите себе собеседника по вашему уровню - лично мне уже надоело пытаться учить грамматике младенца, который даже азбуку не освоил.

user avatar
hmirbolotni

отвечает Ёжик на комментарий 03.06.2015 #

Это где же в молекуле, о к-рой идет речь в статье, вы усмотрели p-n переход?

Считаете, что диоды можно создавать лишь на основе ваших убогих понятий о полупроводниках?



Нет, вы не грузчик, такого в грузчики не возьмут, обязательно что-нибудь перепутаете, или уроните, а то и сопрете.



Вероятно, вы карманный вор,

user avatar
obana

комментирует материал 02.06.2015 #

Что такое "производительность диода"? Похоже, переводили китайцы машинным переводчиком? :-)



А каково быстродействие? Вот это гораздо интереснее, но об этом ни слова.

user avatar
4297833080

комментирует материал 02.06.2015 #

Это начало пути за которым последует множество ответвлений и к каким результатам они приведут пока неизвестно.

user avatar
×
Заявите о себе всем пользователям Макспарка!

Заказав эту услугу, Вас смогут все увидеть в блоке "Макспаркеры рекомендуют" - тем самым Вы быстро найдете новых друзей, единомышленников, читателей, партнеров.

Оплата данного размещения производится при помощи Ставок. Каждая купленная ставка позволяет на 1 час разместить рекламу в специальном блоке в правой колонке. В блок попадают три объявления с наибольшим количеством неизрасходованных ставок. По истечении периода в 1 час показа объявления, у него списывается 1 ставка.

Сейчас для мгновенного попадания в этот блок нужно купить 1 ставку.

Цена 10.00 MP
Цена 40.00 MP
Цена 70.00 MP
Цена 120.00 MP
Оплата

К оплате 10.00 MP. У вас на счете 0 MP. Пополнить счет

Войти как пользователь
email
{{ err }}
Password
{{ err }}
captcha
{{ err }}
Обычная pегистрация

Зарегистрированы в Newsland или Maxpark? Войти

email
{{ errors.email_error }}
password
{{ errors.password_error }}
password
{{ errors.confirm_password_error }}
{{ errors.first_name_error }}
{{ errors.last_name_error }}
{{ errors.sex_error }}
{{ errors.birth_date_error }}
{{ errors.agree_to_terms_error }}
Восстановление пароля
email
{{ errors.email }}
Восстановление пароля
Выбор аккаунта

Указанные регистрационные данные повторяются на сайтах Newsland.com и Maxpark.com

Перейти на мобильную версию newsland