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
169 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.
26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

11 часов назад
75 минут
Редакция

Наверное, еще с того момента, как первые наши прапрапредки обрели сознание, человек боялся смерти и искал пути ее предотвратить или отсрочить. Древний человек жаждал утешения в представлениях о загробном мире, позже алхимики пытались изобрести зелья, которые помогли бы достичь бессмертия. С развитием науки ученые стремились понять, как работает наша смертность на клеточном уровне и еще глубже – и можно ли серьезно изменить отмеренный человеку век. Именно о теломерах часто говорят как о некоем секрете долголетия, том самом волшебном рычаге в ДНК, который может прибавить один-два десятка лет к нашей жизни. Так ли это?

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

11 часов назад
75 минут
Редакция

Наверное, еще с того момента, как первые наши прапрапредки обрели сознание, человек боялся смерти и искал пути ее предотвратить или отсрочить. Древний человек жаждал утешения в представлениях о загробном мире, позже алхимики пытались изобрести зелья, которые помогли бы достичь бессмертия. С развитием науки ученые стремились понять, как работает наша смертность на клеточном уровне и еще глубже – и можно ли серьезно изменить отмеренный человеку век. Именно о теломерах часто говорят как о некоем секрете долголетия, том самом волшебном рычаге в ДНК, который может прибавить один-два десятка лет к нашей жизни. Так ли это?

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: