В НИЯУ МИФИ сделали шаг к поиску молекулы, способной увеличить производительность компьютеров
Ученый НИЯУ МИФИ в составе международного научного коллектива исследовал вольтамперные характеристики органического нанослоя, содержащего ионы рутения. Ожидается, что исследования в этой сфере помогут создать компоненты для производства электроники размером с молекулу, что в будущем позволит значительно увеличить производительность компьютеров.
Результаты опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Nano Letters. В последние десятилетия электронные устройства становятся все меньше и меньше, и сегодня ученые научились оперировать устройствами, состоящими буквально из одной или нескольких молекул. Но на таких масштабах начинают проявляться законы квантовой механики, несущественные для устройств большего размера, отметил соавтор исследования, профессор НИЯУ МИФИ Константин Катин.
«Например, электрон может туннелировать через молекулу, если его энергия попадает в резонанс с одним из молекулярных уровней. Это приводит к нелинейному виду вольтамперных характеристик молекул и открывает широкий простор для конструирования молекул с подходящими электрическими свойствами, являющихся, например, нанотранзисторами или нановыпрямителями тока», — рассказал он.
Исследователи пропускали ток через нанослой, зажатый между двумя контактами – оксидом индия-олова и алюминия. Нанослой состоял из молекул Ru(Phen)3, представляющих собой ион рутения (II), окруженный тремя органическими молекулами фенантролина. Толщина слоя варьировалась от четырех до 16 нанометров, что соответствует всего нескольким молекулам. Протекание тока поперек слоя было обусловлено не только туннелированием электронов, но и прыжковой проводимостью, отмечают ученые.
«Ионы рутения похожи на островки в море органического материала, непроходимого для электронов. Эти ионы могут восстанавливаться и снова окисляться, временно принимая электроны, переправляющиеся через плохо проводящий органический материал с одного контакта на другой. Дополнительная сложность исследования была связана с тем, что молекулы меняет свои свойства при соединении с контактом: их молекулярные уровни расщепляются, что сильно сказывается на проводимости», — пояснил Константин Катин.
Так как изучаемая молекула была симметричной, ее вольтамперная характеристика получилась почти одинаковой для положительных и отрицательных напряжений, отметили исследователи. В будущем авторы планируют рассмотреть несимметричную молекулу, в которой металлический «островок» сильно смещен к одному из контактов. От такой молекулы ученые ожидают сильных выпрямляющих свойств – она может работать в качестве миниатюрного диода.
«Через 10-15 лет большинство используемых электронных компонентов могут стать размером с молекулу. Это даст огромный прирост в производительности компьютеров и сильно снизит их энергопотребление. После этого дальше миниатюризировать электронику уже не получится, так что придется искать принципиально новые пути для ее развития», – заключил Константин Катин.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно