Moleküler elektronikler gelecekte daha güçlü, daha küçük ve daha hızlı elektronik bileşenler sağlayabilir. Transistörler, kapasitörler veya direnç gibi iyi bilinen bileşenler ayrı moleküllerden veya moleküler gruplardan oluşur. İsviçre'deki Federal Malzeme Sınavı ve Araştırma Enstitüsü'nden (EMPA) araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip ve Mainz'deki Max Planck Polimer Araştırma Enstitüsü şimdi bu yönde önemli bir adım attı. Grafikleri özel moleküler bağlantılarla birleştirdiler. Sonuçlar uzman dergisi “Nature Chemistry” de yayınlandı.
Moleküler zikzak kabloları
Araştırmacılar, çalışmaları için metal bir merkezle özel molekülleri grafiklerden yapılmış bir nanobanda bağladılar. Bu şekilde ekip, moleküllerin kimyasal ve fiziksel özelliklerini elektronik bileşenlere bağlamayı başarır.
Nanobe bantları grafikleri, sadece birkaç nanometrelik genişliğe sahip iki boyutlu bir karbon atom tabakasından oluşur. Elektrik ve manyetik özellikleri bandın yapısına bağlıdır. Araştırma ekibi çalışmasında zikzak kenarları olan Nanobänder üretti. Düzenli aralıklarla, grafiğin kenarlarına, dönüşümlü olarak sol ve sağa özel moleküller yerleştirdiler. Bu, grafiği moleküller arasında moleküler, elektriksel ve manyetik olarak iletken bir kablo gibi harekete geçirdi.
Atomik hassasiyetle, araştırmaya dayalı zikzak yapıları grafikte üretebilir ve porfirin moleküllerini hedefleyebilir. Çizimler yapıların iki farklı mikroskopi kaydını gösterir (raster tünel mikroskopisinin üstünde, raster kuvvet mikroskopisinin altında).
(Resim: EMPA)
Moleküller çok porfirindir. Porfirinler, doğada, örneğin insan kanının hemoglobininde veya bitkilerin klorofilinde de ortaya çıkan kimyasal yapılardır. Moleküller, ortasında bireysel metal iyonlarının sabitlenebileceği karbondan yapılmış organik bir halka oluşturur. Ekip çinko, demir ve altın test etti.
Bağlı metalyonun tipi yapının özelliklerini belirler. EMPA'nın “Nanotech@Yüzeyleri” laboratuvarı başkanı ve çalışmanın kıdemli yazarı Roman Fasel, “Sistemimiz farklı özellikleri ayarlamak için kullanılabilecek bir kit” diyor. Ekip, karmaşık molekülleri Hochvakuum altında altın yüzeyde birkaç yüz santigrat derecede yaptı.
Kuantum teknolojisinde uygulamalar
Sonraki adımlar olarak, ekip porfirinde farklı metal merkezleri kullanmak ve etkilerini incelemek istiyor. Buna ek olarak, moleküllere daha çok yönlü bir elektronik temel sunmak için daha geniş bir grafik bandı test etmek istiyor.
Ekip, bileşenleri için kuantum teknolojisinde olası uygulamalar görüyor. Fasel, “Porfirler ile grafik grubumuz bir dizi ağa bağlı kubit olarak çalışabilir” diyor.
Porfirin genellikle doğada, örneğin klorofil veya hemoglobin içinde boya gibi davrandığından, moleküler bir ışık zinciri gibi ışığı da yayabilirsiniz. Dalga boyu daha sonra sistemin manyetik özelliklerine bağlıdır, yani bilgi hafif renk değişikliklerine dayanarak okunabilir.
Tersine, porfirinler grafiğin özelliklerini etkilemek veya kimyasal sensörler olarak işlev görmek için ışık tarafından da uyarılabilir.
(spa)
Bir yanıt yazın