Молекулярная электроника получила недостающий элемент

Пределы возможностей нынешних кремниевых интегральных микросхем уже видны, что заставляет вести поиски новых материалов и направлений развития вычислительной техники. Одним из таких направлений является молекулярная электроника, где отдельные молекулы или их сборки могут использоваться как логические элементы. Среди претендентов на роль элементов в молекулярной электронике есть и синтетические молекулы (например, ротаксаны), и биомолекулы, например, ДНК, у которой обнаружены полупроводниковые свойства.

Прототипы устройств молекулярной электроники уже созданы. В частности, на основе молекулы ротаксана сформирован элемент памяти с плотностью записи около 100 Гбит на квадратный сантиметр. Не менее сложной проблемой, чем выбор основных функциональных блоков в молекулярной электронике, является и создание соединений между этими блоками и контактов металл-молекула, которые обеспечивали бы беспрепятственное прохождение электронов.

До сих пор наиболее успешной в этом направлении была попытка использования т.н. "якорных" групп для закрепления молекул на поверхности металлического проводника (в частности, золота). В роли таких групп выступали тиольные соединения, вводимые в состав молекул. Но у них есть серьезный недостаток - группы формируют значительный потенциальный барьер для движения электронов, которые могут проникнуть через него только путем туннелирования. Проводимость в этом случае сильно падает, значит, свойства основной молекулы как логического элемента существенно ухудшаются.

Д-ру Яну ван Руйтенбеку (Jan van Ruitenbeek) из университета г. Лейден (Нидерланды) и его коллегам из Австрии, Испании и Германии удалось создать контакт молекулы бензола с металлом (в их случае - с платиной) без промежуточных тиольных групп и экспериментально доказать, что электроны на этом контакте движутся практически беспрепятственно, при этом проводимость может составлять от 0,1 до 1,0 от максимально возможного значения при дрейфе электронов в металлах. В отдельном эксперименте было показано также, что молекулы бензола не претерпели при этом структурных изменений.

Подход группы исследователей к проблеме создания молекулярного контакта вполне универсальный и позволяет создать надежную связь любой органической молекулы с металлом, поскольку связь образуется непосредственно между атомом углерода и атомом на поверхности металла. Бензол был выбран в качестве экспериментальной модели из-за его хорошо известных молекулярных свойств. В ближайшее время ученые намерены представить экспериментальные данные для других органических молекул и использовать другие металлические электроды, сообщает Physics World.