Pålidelig molekylær vippekontakt udviklet

Nanoteknologi giver konstant mulighed for nye rekorder i miniaturisering. Reduktion af dimensionen af ​​elektroniske komponenter, imidlertid, har fysiske grænser, som snart vil blive nået. Nye materialer og komponenter er påkrævet. Det er her, molekylær elektronik kommer ind i billedet. Forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) er nu lykkedes med at udvikle en molekylær vippekontakt, der ikke kun forbliver i den valgte position, men kan også vendes så ofte som ønsket. Dette er rapporteret i Naturkommunikation .

"Ved at erstatte konventionelle siliciumbaserede komponenter, f.eks. en kontakt, af individuelle molekyler, fremtidige elektroniske kredsløb kan blive integreret på en plads, der er mindre med en faktor på 100, " siger Lukas Gerhard fra KIT's Institute of Nanotechnology.

Grundstrukturen af ​​den elektromekaniske switch består af nogle få kulstofatomer. Tre svovlatomer danner fødderne, der er fastgjort til en glat guldoverflade. Vippearmen ender i en nitrilgruppe med et nitrogenatom. Den vendes, når der påføres spænding. Det resulterende elektriske felt udøver en kraft på ladningen af ​​nitrogenatomet. På denne måde kontakt til en anden elektrode (her, guldspidsen af ​​et scanningstunnelmikroskop) etableres.

Den komplette kontakt måler ikke mere end en nanometer. Til sammenligning:De mindste strukturer, der anvendes i halvlederteknologi, er 10 nm i dimension. "Molekylær elektronik, derfor, ville være et stort fremskridt, siger Gerhard.

Det er ikke kun størrelsen på kontakten, der er bemærkelsesværdig, men det faktum, at det fungerer pålideligt og forudsigeligt. Det betyder, at dens drift altid fører til en koblingstilstand. Kontakten er enten åben eller lukket. Indtil nu, implementering af dette princip har ofte mislykkedes på grund af utilstrækkelig kontrollerbarhed af elektrisk kontakt mellem individuelle molekyler. For første gang, KIT-forskere er nu lykkedes med at åbne og lukke en sådan kontakt mellem et molekyle og en guldspids elektrisk og mekanisk så ofte som ønsket, uden at der opstår plastisk deformation.

Efter Gerhards mening, fremskridt inden for syntetisk kemi har resulteret i muligheden for at stille en lang række milliarder af molekylære byggesten med identisk atomdesign til rådighed. "Deres sammenkobling, imidlertid, kræver, at de røres uden at blive beskadiget." En så skånsom metode er nu fundet, og Gerhard anser dette for at være den afgørende nyhed.