Dioda v jediné molekule

Pod vedením Latha Venkataramana, docenta aplikované fyziky na Columbia Engineering, vyvinuli vědci nový způsob, jak vyrábět jednomolekulové diody. Ty přitom pracují 50 krát lépe než všechny předchozí srovnatelné pokusy. Venkataramanův tým je tak první, který vyvinul jednomolekulovou diodu, která může mít reálné technologické uplatnění v nanozařízeních. 

S tím, jak se elektronika každým dnem zmenšuje, stává se molekulární elektronika stále zásadnější pro další miniaturizaci. Limitem této miniaturizace jsou přirozeně jednotlivé molekuly.

S myšlenkou vytvořit jednomolekulovou diodu přišli v roce 1974 Arieh Aviram a Mark Ratner, kteří už tehdy předjímali, že by molekula mohla sloužit jako jednosměrný vodič elektrického proudu. Vědci od té doby zkoumají možnosti přenosu náboje v molekulách. Ukázalo se, že molekuly spojené s kovovými elektrodami mohou fungovat jako různé součástky obvodů, včetně rezistorů, spínačů, tranzistorů a dokonce i diod.

Vzhledem k tomu, dioda pracuje jako jakýsi ventil na elektrickou energii, její struktura musí být asymetrická. Elektřina proudící v daném směru musí přicházet do jiného prostředí, než ze kterého vyšla. Aby vytvořili jednomolekulovou diodu, navrhli prostě výzkumníci molekuly, které mají asymetrické struktury.

Nová molekulová dioda dosahuje až 50 krát vyšší rektifikace než předchozí pokusy. Proud v těchto diodách může být i více než 0,1 mikroampéru, což je celkem hodně proudu, vezmeme-li v úvahu, že prochází jedinou molekulou. A protože je tato nová technika poměrně snadno implementovatelná, může být aplikována na všechna nanozařízení, včetně těch která mají grafenové komponenty.

Celý článek na phys.org
Image Credit: Latha Venkataraman, Columbia Engineering