2009年1月21日
最小的机械开关以及以前从未见过的类型的电子开关。这就是物理学家Marius Trouwborst的方式格罗宁恩大学总结了他关于原子和分子电流的博士研究成果。他说:“纳米技术的最终目标是将分子用于电子产品。”现在,这一目标又近了一步。
信息技术的巨大进步主要与计算机中的电子部件变得越来越小的事实有关。并且较小自动意味着更快和更便宜。在过去的四十年中,计算机芯片中的晶体管数量每两年加倍。然而,在现在的十年中,我们将达到物理限制,估计麻烦。在这个限制下,晶体管的基本原理不再正常工作。
基础研究
如果我们想继续制作更快的计算机,必须发现新方法。一种可能性是使用原子和分子。TrouwBorst通过单个原子和分子对电子传输的基础研究适合该狩猎。
小字体的
在研究期间,TrouwBorst开发了一种新方法来组织金色原子,使得可以使用非常微小的机械开关:只有单金原子形成接触。此外,TrouwBorst构建了一种相同小型尺寸的新型电子开关。
口香糖
该方法适用于所谓的断开结。首先,把一根金丝固定在一条柔软的塑料条上。这时,细细地把金属条弯曲起来,金丝就像口香糖一样慢慢地伸出来。在它断裂之前,金属丝的直径只有一个金原子。极其小心的进一步弯曲(在纳米尺度上)会使两端彼此之间移动一段微小的距离。虽然钢丝已经分离,但骨折还不确定。一旦它非常,非常小心地弯曲回到位置,两端再次融合在一起。
单个原子的联系
以非常受控的方式,Trouwborst重复这一次来回弯曲。每次断线时,两端的原子都以不同的方式组织。Trouwborst发现这种重组逐渐变得更加规律。最后,这些点看起来像是在顶点上用单个原子的台球堆叠的金字塔。“通过将两个端部移动到0.1纳米,可以打开和关闭开关,”Troubborst表示。
捕获的分子
此外,该系统也可用于“捕获端部之间的分子”。这对于研究该分子的电子特性是有用的。当电压设置在端部上时,所有电子传输都通过中间的单个分子。
特劳博斯特在他的研究中使用了氢分子。当电压增加时,氢分子开始在金线两端之间振动。特鲁博斯特发现阻力突然发生了变化,它下降了。Trouwborst说:“你可以通过让分子振动或不振动来打开或关闭这个系统。”“这种类型的开关以前从未被展示过。”
原因不明
虽然与振动分子有关,但这种切换行为的确切原因仍然未知。与阶段过渡有关的麻烦嫌疑人。在实际使用开关之前需要更多的研究。然而,“清楚的是什么”,Trouwborst说,它是它对在未来电子产品中使用分子作为功能建筑元素的新洞察力。