Новые наноразмерные переключатели

 


Продемонстрирован прототип наноразмерного электронного переключателя, принцип работы которого напоминает молнию. Он состоит из самоорганизующихся слоев органических молекул на поверхности серебряных проводов. Подобные переключатели могут найти множество применений.

Серебро могло бы стать отличным материалом для создания нано- и микроконтактов, благодаря своей высокой проводимости, однако есть небольшая проблема – в электрическом поле ионы серебра могут перемещаться и формировать вискеры, которые закорачивают электрические цепи.

Исследователи из National Institute of Standards and Technology (NIST) показали, что эта способность не является неприятностью и может оказаться очень полезной. В своем эксперименте они покрыли высокочистый серебряный проводок самособирающимся монослоем органических молекул. На него крест-накрест наложили проводок из высокочистого золота и приложили между проводами электрическое напряжение. Когда напряжение достигло некоторого критического значения, ионы серебра сформировали вискер, проросший сквозь органический монослой и замкнувший цепь. Авторы утверждают, что явление похоже на молнию. Приложение обратного напряжения разрушает вискер и размыкает цепь. Когда напряжение между проводами достигает критического значения, ионы серебра собираются в цепочки, прорастая сквозь органический монослой.Таким способом может быть реализован бинарный логический переключатель для наноразмерных цепей, обладающий рядом привлекательных особенностей:

- химическая природа органического слоя не является критичной, и переключатель может работать в различных самособирающихся молекулярных электрических системах;
- крестообразная структура переключателя очень удобна и позволяет создавать большие массивы переключателей;
- разница в сопротивлении состояний «вкл» и «выкл» огромна.

Но есть и проблемы – непостояноство критического значения напряжения, низкие скорости переключения (около 10 кГц) и большая вероятность необратимого закорачивания цепи после большого числа циклов.

Нанотехнологическое сообщество