27.06.2019
Сколтех
13 302

Ученые Сколтеха выяснили как регулировать электрические характеристики устройств оптической памяти

Исследователи смогли установить взаимосвязи между строением фотохромных молекул и электрическими характеристиками устройств памяти на их основе. Это открывает широкие возможности для направленной разработки новых функциональных материалов для органической электроники.

©Wikipedia

Результаты опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry С и анонсированы на его обложке

В последнее десятилетие во всем мире интенсивно развивается органическая электроника. Гибкие тонкопленочные электронные схемы, сенсоры, дисплеи, солнечные фотопреобразователи и аккумуляторы, светодиоды и другие компоненты уже активно интегрируют в упаковку продуктов (smart package), одежду (носимая электроника, electronic textile), наносят на кожу человека (electronic skin), используют в робототехнике и протезировании, в том числе в разработке «умных» протезов конечностей и экзоскелетов, способных «чувствовать» прикосновения, давление, тепло и холод.

Дальнейшее развитие органической электроники должно привести к созданию функционального интерфейса между классической «твердотельной» электроникой и объектами живой природы, включая тело человека. Одним из важнейших результатов внедрения органической электроники станет реализация концепции Smart Healthcare, которая подразумевает непрерывный мониторинг состояния человека и его своевременную корректировку при появлении первых признаков различных заболеваний.

Это значит, что основной задачей медицины станет предотвращение заболеваний, а не лечение уже больных людей, причем часто – тяжелобольных, когда имеющийся арсенал методов оказывается недостаточным чтобы спасти пациентов или существенно улучшить качество их жизни.

Практическое внедрение органической электроники требует разработки всех ее функциональных компонентов, в том числе органических элементов памяти. С этой точки зрения, особое внимание привлекают фотохромные соединения: их молекулы по природе своей уже являются однобитными ячейками памяти, т.к. под действием света претерпевают обратимую изомеризацию между двумя квазистабильными состояниями (своего рода «0» и «1» в двоичной системе).

К сожалению, текущие технические возможности не позволяют надежно переключать лишь одну молекулу и регистрировать ее состояние. Поэтому приходится интегрировать фотохромные молекулы в какие-то более сложные и большие по размеру системы, в которых их переход из одного состояния в другое дает регистрируемый отклик, например, электрический. 

Ранее группой исследователей под руководством профессора Сколтеха Павла Трошина была разработана структура органических полевых транзисторов со светочувствительным фотохромным слоем и показана возможность их электрооптического переключения между множественными электрическими состояниями.

Однако до настоящего момента было неясно как структура и свойства фотохромного материала влияют на электрические характеристики устройств. В своей новой работе команда ученых из Сколтеха, Института проблем химической физики РАН и Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН смогли установить взаимосвязи между строением фотохромных молекул и электрическими характеристиками.

“Мы исследовали три разных близких по строению фотохромных материала в оптических элементах памяти на основе органических полевых транзисторов. Важные закономерности были выявлены на основе детального анализа таких характеристик, как скорость и амплитуда переключения, ширина окна памяти и стабильность работы в режиме многократной записи-чтения-стирания информации. Показано, что присутствие карбонильной группы в мостиковой части фотохромного дигетарилэтена облегчает переключение, но также снижает стабильность индуцированных состояний.

Напротив, фотохромное соединение с незамещенным пропиленовым мостиком при сравнительно узком окне памяти обеспечивает надежное переключение и долговременную стабильность устройств. Найденные корреляции между особенностями молекулярного строения фотохромных соединений и электрическими характеристиками изготовленных на их основе устройств закладывают надежную основу для направленной разработки нового поколения материалов для органических элементов памяти и фотодетекторов.” – рассказывает первый автор работы Долгор Дашицыренова.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

Вчера, 21:28
Мария Азарова

По словам ученых из США, это первое исследование, в котором физическая утомляемость у пожилых людей рассматривается как показатель более ранней смертности от всех причин.

Вчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: