Команда ученых из Университетов Penn, Rice и Oregon создала стабильный и предсказуемый электрический переключатель, состоящий из всего одной молекулы.

"Наша теория о работе одномолекулярного переключателя была подтверждена экспериментально. Теперь, чтобы использовать подобные устройства в электронике, остается только найти способ соединять их между собой", - сказал профессор химии и физики Пол Вейсс (Paul Weiss) из Университета Penn. Изобретение было сделано в ходе исследований свойств так называемых "волокнистых молекул", также известных как олиго-фенилен-этинилены (OPEs, oligo phenylene-ethynylenes). Различные типы этих молекул обладают разнообразными физическими, химическими, и электронными свойствами. Использованию их в качестве переключателей препятствовал случайный характер перехода молекул из состояния "включено" в состояние "выключено". Но команде Вайсса удалось найти способы стабилизации данного процесса.

Для изучения свойств единичных молекул ученые помещали их в специальные щеткообразные матрицы, называемые "самособираемыми амидосодержащими алконетиноловыми монослоями". В матрицах одна молекула OPE находилась в окружении молекул алконетинола, закрепленных на золотой подложке монослоя. Далее эта матрица, результат совместного труда ученых из университетов Rice и Oregon, изучалась под сканирующим туннельным микроскопом (STM).

Для экспериментов было использовано множество молекул OPE с различными физическими свойствами. В результате было обнаружено, что сила диполя связана со стабилизацией молекулы в определенном состоянии, в зависимости от полярности подаваемого тока, и главное, что состав окружающих молекул критично влияет на стабилизацию молекулы OPE. Теперь управляя этими факторами, становится возможным удерживать одномолекулярные переключатели в стабильном состоянии "включено" или "выключено" длительное время после подачи сигнала, и это обеспечивает новые возможности для создания электронных схем на их основе.

Инф. Рodrobnosti