Группе учёных из Стэнфордского университета, при содействии учёных из Бельгии, Германии и Украины, удалось «скрестить» две не самых обычных формы углерода – микроскопический алмаз, так называемый алмазоид, с бакиболлом – ещё одним из видов углерода, форма которого напоминает форму футбольного мяча. Получившаяся в результате такого «скрещивания» молекула проводит электрический ток в одном направлении, являясь, по сути, аналогом известного электронного компонента, называемого диодом. Данное достижение является достаточно значимым шагом для сокращения компонентов электронных чипов до молекулярного уровня, что, в свою очередь, позволит изготавливать действительно миниатюрные электронные устройства, обладающие достаточно высокой мощностью и эффективностью.
«Экспериментируя, мы изучали то, какие новые свойства могут обрести молекулы, составленные из двух совершенно разных форм углерода. Мы назвали эти новые молекулы «бакиалмазоидами» (buckydiamondoid), – рассказывает учёная из Института материаловедения и энергетики (Stanford Institute forMaterialsand Energy Sciences, SIMES) Стэнфордского университета Хари Мэнохаран (HariManoharan). – То, что нам удалось получить, является односторонним «клапаном» для электрического тока, который действует совершенно отлично от действия его составных частей».
Бакиболлы (Buckyballs, Buckminsterfullerenes) – это полые сферы из 60 атомов углерода, за открытие которые трое учёных в 1985 году удостоились Нобелевской премии по физике и химии. Алмазоиды (Diamondoids) – это крошечные кристаллы алмаза, состоящие из нескольких атомов углерода и весящие всего одну миллиардную часть от миллиардной части карата. И, следует заметить, эти оба материала являются сейчас предметом повышенного интереса со стороны учёных в силу их некоторых уникальных свойств.
Базой для создания углеродного молекулярного диода стали исследования 2007 года, проведённые учёными из Стендфордского университета и лаборатории линейных ускорителей SLAC. В то время учёным удалось обнаружить, что тонкий слой из алмазоидов, нанесённый на поверхность металла, является весьма эффективным источником электронного излучения. И недавно ученым пришла в голову мысль совместить излучающие электроны алмазоиды с бакиболами, которые, наоборот, очень хорошо их поглощают.
Получившиеся бакиалмазоиды являются крошечными структурами, длина которых равна всего нескольким нанометрам. Изображения этих гибридных молекул были получены при помощи сканирующего туннельного микроскопа, который использовался ещё и для проведения измерений электрических характеристик углеродного диода. Оказалось, что этот диод является самым лучшим диодом из всех молекулярных диодов, созданных учёными ранее. В одну строну он пропускает ток в 50 раз превышающий ток обратного направления.
В заключение стоит отметить, что углеродный диод является не первым молекулярным диодом, изготовленным учёными. Но, в отличие от других представителей этого семейства, новый электронный прибор отличается превосходными электрическими характеристиками и тем, что в его составе находятся только атомы углерода и немного атомов водорода, который используется в качестве своеобразного «клея». А в самом ближайшем времени учёные собираются провести дополнительные исследования в направлении создания молекулярных электронных приборов. И очередным кандидатом на его изготовление из одного углерода станет транзистор, прибор, имеющий два полупроводниковых перехода и играющий самую главную «скрипку» во всей современной электронике.
Dailytechinfo.org со ссылкой на Rdmag.com
Комментарии