Вычисления с молекулами: большой шаг вперед в спинтронике

Преимуществами являются повышенная скорость обработки данных, снижение потребления электроэнергии и более высокая плотность интеграции

0 1 136

или спиновая электроника в отличие от обычной электроники использует спин электронов для зондирования, хранения информации, транспортировки и обработки.

Потенциальными преимуществами являются повышенная скорость обработки данных, снижение потребления электроэнергии и более высокая плотность интеграции по сравнению с обычными полупроводниковыми приборами.

Молекулярная стремится к конечному шагу к миниатюризации, стремясь активно контролировать спиновые состояния отдельных молекул. Химики и физики из Кильского университета объединили усилия с коллегами из Франции и Швейцарии для разработки одиночных молекулярных спиновых переключателей на поверхностях.

Вновь созданные молекулы обладают стабильными спиновыми состояниями и не теряют своей функциональности при адсорбции на поверхности.

Спиновые состояния новых соединений стабильны, по крайней мере, в течение нескольких дней. Это достигается с помощью конструктивного трюка, который напоминает основные электронные схемы в компьютерах, так называемые триггеры. Би-стабильность или переключение между 0 и 1 реализуется путем циклирования выходного сигнала обратно на вход.

Новые молекулы обладают тремя свойствами, которые связаны друг с другом в такой петле обратной связи: их форма (плоская или нет), близость двух субъединиц, называемых координационными (да или нет), и спиновое состояние (высоко-спиновое или низко-спиновое).

Таким образом, молекулы запираются либо в одном, либо в другом состоянии. После сублимации и осаждения на серебряную поверхность переключатели самособираются в высокоупорядоченные массивы. Каждая молекула в таком массиве может быть отдельно рассмотрена с помощью сканирующего туннельного микроскопа и переключена между состояниями путем подачи положительного или отрицательного напряжения.

«Наш новый спиновый переключатель реализует всего в одной молекуле то, что требует нескольких компонентов, таких как транзисторы и резисторы в обычной электронике. Это большой шаг к дальнейшей миниатюризации», —  говорят ученые. Следующим шагом будет повышение сложности соединений для осуществления более сложных операций.

Молекулы — это самые маленькие конструкции, которые могут быть спроектированы и построены с атомной точностью и предсказуемыми свойствами. Их реакция на электрические или оптические раздражители и специально разработанные химические и физические свойства делают их уникальными кандидатами для разработки новых классов устройств, таких как управляемые поверхностные катализаторы или оптические устройства.


Alexander Köbke et al. Reversible coordination-induced spin-state switching in complexes on metal surfaces, Nature Nanotechnology (2019). DOI: 10.1038/s41565-019-0594-8

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x