Ученые Сколтеха выяснили как регулировать электрические характеристики устройств оптической памяти — Naked Science
8 минут
Сколтех

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.
Сколтех
134 статей
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.
Позавчера, 18:20
5 минут
Василий Парфенов

За последние полгода у медиков и ученых существенно улучшилось понимание механизмов функционирования вируса SARS-CoV-2 в организме человека и особенностей протекания вызываемой им инфекции. И если тяжесть проявления симптомов Covid-19 точно зависит от возраста пациента, то как он влияет на восприимчивость к этой болезни, детально не изучалось.

Вчера, 17:51
5 минут
Денис Гордеев

Когда эти клетки покидают кровообращение и мигрируют в ткани, то приобретают новые, ранее неизвестные свойства.

Вчера, 14:26
3 минуты
Денис Гордеев

Робот участвовал в радиометрических и геофизических исследованиях, помогая составить трехмерные карты распределения радионуклидов.

20 октября
3 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Позавчера, 18:20
5 минут
Василий Парфенов

За последние полгода у медиков и ученых существенно улучшилось понимание механизмов функционирования вируса SARS-CoV-2 в организме человека и особенностей протекания вызываемой им инфекции. И если тяжесть проявления симптомов Covid-19 точно зависит от возраста пациента, то как он влияет на восприимчивость к этой болезни, детально не изучалось.

Вчера, 17:51
5 минут
Денис Гордеев

Когда эти клетки покидают кровообращение и мигрируют в ткани, то приобретают новые, ранее неизвестные свойства.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

20 октября
3 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: