Физики создали диод из одной молекулы, Hi-Tech

Устройство мономолекулярного диода. Изображение авторов исследования

Международный коллектив физиков создал диод - одно из важнейших устройств в электронике, состоящий из одной молекулы. Статья ученых опубликована в журнале Nature Chemistry. Основная суть работы изложена в пресс-релизе Королевского химического общества.

Особенность диода в том, что он пропускает электромагнитное излучение только в одном направлении. Диоды используются во всех электрических устройствах. В связи с тенденцией к миниатюризации ученые постоянно разрабатывают диоды все меньших размеров. Диод, созданный авторами новой работы, представляет собой молекулу, состоящую из четырех колец циклических углеводородов. Два "первых" кольца обеднены электронами, в то время как на "второй" паре колец наблюдается их избыток.

Для того чтобы молекула работала как диод, ученым необходимо было прикрепить ее к двум электродам (катоду и аноду) при помощи ковалентных связей. В зависимости от ориентации молекулы по отношению к электродам, она будет пропускать излучение в одном или в другом направлении. Обеспечить единственный способ прикрепления ученые смогли за счет особой схемы образования связей.

К разным концам молекулы были присоединены химические группы, образующие связи с материалом электродов при различных условиях. Будущий диод сначала помещался в условия, способствующие образованию только одного типа связей. После прикрепления одного конца молекулы к нужному электроду, система помещалась в условия, при которых формировались связи между электродом и химической группой на другом конце молекулы.

Авторы исследования не указывают, готово ли созданное ими устройство для массового внедрения в практику. Теоретически, мономолекулярный диод поможет добиться чрезвычайно существенного уменьшения размеров электронных устройств.

Недавно появилось сообщение о другом прорыве в области создания различного типа диодов. Группе физиков из Массачусетского технологического института удалось создать микроволновый диод - диод, пропускающий в одном направлении только излучение соответствующего диапазона частот.