Indledning af ultrahurtig klyngeelektronik

Hokkaido University forskere har udviklet en beregningsmetode, der kan forudsige, hvordan klynger af molekyler opfører sig og interagerer over tid, give kritisk indsigt for fremtidens elektronik. Deres resultater, offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter , kunne føre til skabelsen af ​​et nyt videnskabsområde kaldet klyngemolekylær elektronik.

Enkeltmolekyleelektronik er en relativt ny, hastigt fremadskridende gren af ​​nanoteknologi ved hjælp af individuelle molekyler som elektroniske komponenter i enheder. Nu, Hiroto Tachikawa og kolleger ved Hokkaido Universitet i Japan har udviklet en beregningsmetode, der kan forudsige, hvordan klynger af molekyler opfører sig over tid, som kunne være med til at lancere et nyt studieområde for klyngemolekyleelektronik. Deres tilgang kombinerer to metoder, der traditionelt bruges til kvantekemiske og molekylærdynamiske beregninger.

De brugte deres metode til at forudsige ændringerne i en computersimuleret klynge af benzenmolekyler over tid. Når lys påføres de T-formede benzenklynger, de omorganiserer sig selv i en enkelt stak; en interaktion kendt som pi-stabling. Denne modifikation fra en form til en anden ændrer klyngens elektriske ledningsevne, får den til at fungere som en tænd-sluk-knap. Holdet simulerede derefter tilsætningen af ​​et molekyle vand til klyngen og fandt ud af, at pi-stabling skete betydeligt hurtigere. Denne pi-stabling er også reversibel, hvilket ville gøre det muligt at skifte frem og tilbage mellem tændt og slukket tilstand.

I modsætning, tidligere undersøgelser havde vist, at tilsætning af et molekyle vand til en enkelt molekyle elektronisk enhed hæmmer dens ydeevne.

"Vores resultater kunne indlede et nyt studiefelt, der undersøger den elektroniske ydeevne af forskellige numre, typer og kombinationer af molekylære klynger, potentielt føre til udvikling af klyngemolekyle elektroniske enheder, " kommenterede Tachikawa.