Mikroskopiske computere:Fremtidens ledninger kan være lavet af molekyler

Der er fysiske grænser for, hvor kraftfulde computere kan blive, hvis de skal bevare deres størrelse. Molekylær elektronik kan løse det problem, og nu bidrager SDU-forskere til dette felt med en ny, effektivt ledende materiale, baseret på molekyler.

Vores computere bliver hele tiden mere og mere kraftfulde. De bliver også ofte mindre – tænk bare på, hvad en standard smartphone kan i dag sammenlignet med for bare et par år siden.

Men udviklingen kan ikke holde.

"Med vores nuværende teknologi, vi når snart grænsen for, hvor små komponenterne i en computer kan være, siger Steffen Bähring fra Institut for Fysik, Kemi og farmaci, Syddansk Universitet. Han studerer molekyler og til denne undersøgelse undersøgte han, hvor gode de er til at lede elektricitet.

"Den nuværende teknologi baseret på silicium vil nå grænsen inden for de næste 10 år, og vi har endnu ikke en teknologi klar til at tage over. Men molekyler er kandidater til at rykke grænsen meget længere, " han tror.

Sammen med internationale kolleger Jonathan L. Sessler (Texas, USA), Dirk M. Guldi (Erlangen, Tyskland) og Atanu Jana (Shanghai, Kina), han har netop offentliggjort en ny videnskabelig undersøgelse om sammensætningen af ​​molekyler i væsker og som krystallinske materialer, som viste sig at være særlig interessant.

Undersøgelsen er offentliggjort i Journal of The American Chemical Society .

"Vi ser virkelig gode konduktivitetskvaliteter, hvilket er en yderst vigtig egenskab, når man taler om udviklingen af ​​fremtidens elektroniske enheder og computere, " han siger.

Han mener, at hvis vi vil have endnu mere kraftfulde computere end i dag, som også forbliver små, så skal elektronikken overgå til molekylære dimensioner, hvilket betyder, at de enkelte komponenter vil være under en nanometer i størrelse.

Den nye 'molekylære tråd, som forskerne beskriver i deres artikel, er et godt eksempel og et elegant system, han tror.

Steffen Bähring forklarer princippet i den nye molekyltråd som følger:

"Det er første gang, at kun neutrale molekyler, som er i stand til at genkende og finde hinanden i løsningen, er brugt, danner således en veldefineret tredimensionel struktur med halvlederegenskaber. Ved at indsætte forskellige komponenter, vi kan modificere ledningsevnen og derved styre systemet.

"Vores system adskiller sig fra tidligere, som er baseret på salte indeholdende metaller. Disse er ikke i stand til at danne forskellige strukturer som vores system.

"En udfordring ved at bygge elektroniske enheder af molekyler er, at molekyltrådene skal have tilfredsstillende ledende egenskaber. Men der er også en anden udfordring:stabilitet.

"Det er ekstremt svært at kontrollere så små ting, og når vi taler om molekylær elektronik, stabilitet er den største svaghed. Disse er elektroaktive materialer, og når du forsyner dem med energi, molekylerne vil blive ladet, og eventuelle svagheder vil få molekylerne til at bryde, " siger Bähring.

Sådan molekylær ustabilitet er også kendt i den verden, vi kan se. Et eksempel er, hvordan molekylerne i vores hud ændrer sig, når huden optager energi fra sollys, hvis vi ikke beskytter den med solcreme.