Создан первый электрический выключатель на базе единственной молекулы, имеющий неограниченный ресурс

b01c372bede42c1683bbfaa4f112fe35

Группa учeныx из унивeрситeтa Бaзeля (University of Basel), Швeйцaрия, и Тexнoлoгичeскoгo институтa Кaрлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), Гeрмaния, рaзрaбoтaли структуру, изготовили и провели испытания одного из самых маленьких возьми свете электрических выключателей. Основой этого выключателя является единственная молекула вещества, синтезированная таким образом, ради придать этой молекуле необходимые электрические и механические свойства. Данное достижение является одним из больших шагов нате пути продвижения теоретических идей к практическому воплощению элементов так называемой молекулярной электроники.

Криотурбация синтезированной молекулы чем-то напоминает трехногий лунный посадочный модуль, получай вершине которого находится активная часть переключателя. Его три «ноги» имеют специальные «якорные» химические группы, обеспечивающие прочное и надежное сцепление с поверхностью покрытого золотом основы. Роль активного элемента выполняет нитриловая группа, которая выступает достаточно очень за пределы всей остальной молекулы.

Вторым электродом этого «выключателя» является брандспойт туннельного сканирующего микроскопа, и при его же помощи осуществляется управление состоянием выключателя. Когда-никогда наконечник микроскопа входит в контакт с «торчащей» нитриловой группой, то через молекулу начинает литься электрический ток, а электрическая проводимость молекулы зависит от положения нитриловой группы. Нежели сильней она прижимается наконечником микроскопа в сторону молекулы, тем ниже становится электрическое сопротивление и тем «качественней» включается нынешний молекулярный выключатель.

Нитриловая группа имеет так называемый дипольный момент, неровнота распределения положительного и отрицательного электрического заряда. Это позволяет, помимо механического способа, проверять состоянием выключателя при помощи электрического поля. Изменяя полярность и силу потенциала возьми наконечнике микроскопа, можно заставить нитриловую группу или приблизиться к остальной молекуле или противоположно, отдалиться от нее, включая или выключая молекулярный выключатель.

Еще одним интересным моментом является в таком случае, что контакт между молекулой и наконечником микроскопа может быть установлен или разорван до какой степени угодно большое количество раз, не вызывая остаточных деформаций структуры молекулы. Такая высокая точность является следствием череды теоретических расчетов, позволивших рассчитать форму отдельной молекулы, которая должна обладать набором определенных свойств. Причина исследования проводились под финансированием от немецкого Исследовательский фонда, соответствующая программа которого направлена в объединение методов функционального теоретического моделирования с практическими экспериментами в области малых сил и энергий, действующих сверху уровне отдельных молекул.