Ученые создали транзистор из одной молекулы и нескольких атомов

Международная команда исследователей, в которую вошли представители Германии, Японии и США, создала транзистор из одной молекулы и нескольких атомов, используя сканирующий туннельный микроскоп. Результаты были опубликованы в журнале Nature, краткое изложение представил The Guardian.

Полученный образец состоит из одной органической молекулы фталоцианина, которую окружает кольцо из 12 положительно заряженных ионов легкого металла (индия). Всю конструкцию разместили на кристалле полупроводникового химического соединения (арсенида индия). Молекула слабо связана с кристаллом-подложкой. Когда к ней очень близко подводят острие зонда микроскопа и подают заряд, то электроны перемещаются между острием и подложкой. Ионы индия выступают регуляторами этого процесса, обеспечивая последовательную миграцию одиночных электронов и тем самым гарантируя бесперебойную работу транзистора.

Обеспечение подобной стабильности стало одной из трудностей, с которой столкнулись предыдущие экспериментаторы, пытавшиеся создать миниатюрный образец.

Каждый ион в диаметре приблизительно равен 167 пикометрам — это в 15 раз меньше, чем толщина цепочки ДНК, и в 600 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Транзистор работает при комнатной температуре, а не при сверхнизких, как ранние варианты.

Во время экспериментов ученые столкнулись с необычным эффектом: в зависимости от степени заряда молекула фталоцианина вращалась, что оказывало сильное влияние на поток электронов. Исследователи планируют посвятить дальнейшие опыты изучению этого феномена и выявить зависимость между ориентацией молекулы и проводимостью. Их открытие может стать важным шагом в создании наноустройств.

Транзистором называют электронный прибор, который позволяет при помощи входного сигнала управлять током в электрической цепи. Транзисторы являются ключевыми элементами огромного количества технических устройств, в частности компьютеров.