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 Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Израильские биологи научили родственника табака самостоятельно вырабатывать пять психоделических веществ, которые в природе происходят из трех царств: растений, грибов и животных. Для этого ученые впервые расшифровали природный путь выработки ДМТ, а затем перенесли нужные гены в один организм.
Долгое время считалось, что люди, которые увлечены просмотром видео для взрослых, чаще жалуются на симптомы депрессии. Однако новое лонгитюдное исследование с участием почти 3000 человек показало: эта связь значительнее сложнее, чем предполагали.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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