Przełomowe odkrycie w dziedzinie elektroniki wyłoniło się z Narodowego Centrum Nauk Podstawowych SN Bose, kierowanego przez dr Atindrę Nath Pal i Biswajita Pabiego. Ich zespół stworzył unikalny typ tranzystor który działa przy użyciu pojedynczych cząsteczek, a nie tradycyjnych sygnałów elektrycznych. Ten postęp, który wykorzystuje siły mechaniczne do sterowania, może znacząco wpłynąć na takie dziedziny, jak przetwarzanie informacji kwantowej, ultrakompaktowa elektronika i zaawansowane technologie wykrywania.
Mechanicznie sterowana technika rozłączania
Ten badacze wykorzystali metodę znaną jako mechanicznie sterowane złącze rozłączające (MCBJ) do opracowania tego innowacyjnego tranzystora. Poprzez zastosowanie stosu piezoelektrycznego precyzyjnie rozbili makroskopowy drut metalowy, tworząc przerwę subnanometrową zaprojektowaną tak, aby pomieścić pojedynczą cząsteczkę ferrocenu. Ferrocen, składający się z atomu żelaza zamkniętego między dwoma pierścieniami cyklopentadienylowymi (Cp), wykazuje odrębne zachowanie elektryczne, gdy jest poddawany siłom mechanicznym. Ta technika podkreśla potencjał bramkowania mechanicznego do regulacji przepływu elektronów na poziomie molekularnym.
Wpływ orientacji molekularnej na wydajność urządzenia
Dr Atindra Nath Pal i Biswajit Pabi wraz ze swoim zespołem badawczym odkryli, że wydajność tranzystora jest wysoce wrażliwa na orientację cząsteczek ferrocenu między srebrnymi elektrodami. Ustawienie tych cząsteczek może albo zwiększyć, albo zmniejszyć przewodnictwo elektryczne przez złącze. Odkrycie to podkreśla krytyczne znaczenie geometrii molekularnej w projektowaniu i optymalizacji wydajności tranzystora.
Potencjał urządzeń molekularnych o niskim poborze mocy
Dodatkowe badania z udziałem złotych elektrod i ferrocenu w temperaturze pokojowej ujawniły niespodziewanie niską rezystancję wynoszącą około 12,9 kiloomów, co stanowi około pięciokrotność kwantowej rezystancji. Ta rezystancja jest znacznie niższa niż typowa rezystancja złącza molekularnego, wynosząca około 1 megaom.
Sugeruje to, że takie urządzenia można wykorzystać do tworzenia elektroniki molekularnej o niskim poborze mocy, co otwiera obiecujące perspektywy przyszłych innowacji w dziedzinie technologii niskiego poboru mocy, przetwarzania informacji kwantowej i zaawansowanych zastosowań czujnikowych.
