Ученые создали полевой транзистор с каналом из одной молекулы

Москва, 17:26, 27 Июл 2015, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Международная группа ученых создала полевой транзистор (ПТ) с каналом, который состоит всего из одной молекулы. Транзистор включается и выключается по воле отдельных атомов вокруг канала. Это не первый мономолекулярной транзистор, хотя одномолекульный ограничитель потока электронов, это новость.

Изображение получено с собой сканирующим туннельным микроскопом (СТМ). Посередине находится большая молекула фталоцианина (H2Pc), которая лежит в основе многих сине-зеленых красителей. Вокруг нее, расположенные в виде шестиугольника, находятся 12 заряженных атомов индия (In+1). Молекулы и атомы лежат на подложке из арсенида индия.

Пока особой коммерческой перспективы у мономолекулярного транзистора нет. Как известно, транзистор состоит из более, чем просто канал (молекула) и затвор (шестиугольник из атомов). Там также должен быть исток и сток. Стоком является арсенид индия. Источник, однако, это огромный СТМ: размером с комнату криогенное, стоимостью в несколько миллионов фунтов устройство, которое может быть найдено только в специализированных научно-исследовательских институтах.

Несмотря на эту оговорку, подобный способ вполне работоспособен. В обычном транзисторе, внутри вашего ПК, например, электрический ток через канал управляется напряжением на затворе. В данном случае, ближайшие ионы индия изменяют энергетические уровни электронов H2Pc молекулы, слегка меняя потенциал. В конце концов, когда достаточно заряженных ионов индия окажутся вблизи молекулы, электроны из СТМ могут туннелировать через молекулу в подложку. Готово, транзистор работает.

Работы проводились на СТМ в институте электроники в Берлине исследователями из свободного университета Берлина, в НТТ Основные научно-исследовательские лаборатории в Японии, и в американской военно-морской исследовательской лаборатории.