Новости

Опубликовано в журнале "Компьютерра" №23 от 21 июня 2005 года.

Страница 16 из 20. Вернуться на первую страницу.

Кремний вместо золота

Важный шаг на пути к молекулярной электронике удалось сделать группе канадских ученых из Университета Альберты и Национального института нанотехнологий. Они предложили новую концепцию молекулярного транзистора на кремниевой подложке и детально изучили его поведение.

В последние годы многие научные группы и исследовательские центры крупных корпораций пытаются создать молекулярные переключатели, которые должны заменить обычные кремниевые транзисторы в компьютерах будущего. Уже вовсю идет патентование, реклама и продвижение разных концепций и технологических решений, поскольку все понимают, что вероятнее всего только одна из технологий выживет в конкурентной борьбе, а ее владелец получит львиную долю прибыли. Однако несмотря на рекламу и громкие обещания скорого появления молекулярных компьютеров остается еще масса нерешенных проблем. И, пожалуй, главная трудность состоит в поиске надежного способа подсоединения молекулы-переключателя к остальной электронной схеме.

В современных чипах транзисторы соединяют медными проводниками. И молекулы тоже пытаются присоединить к проводникам, как правило, из меди, серебра, золота или палладия. Но если подходящая молекула имеет лишь несколько четко выраженных квантовых состояний с разной проводимостью, то в проводнике их очень много. И малейшие геометрические изменения в соединении сильно влияют на его проводимость, что приводит к нестабильности, случайным переключениям и другим неприятностям.

Ученые решили попробовать обойти эти проблемы, присоединив молекулу не к металлу, а к полупроводнику, в данном случае - к поверхности кремния. Кремний может образовывать ковалентную химическую связь с органической молекулой, что надежно закрепит ее в нужном месте. А вдоль и поперек изученная технология внесения примесей в кремний позволит легко получить полупроводник с нужными свойствами.

Успех превзошел все ожидания. С помощью сканирующего туннельного микроскопа было показано, что на специально подготовленной поверхности кремния можно надежно управлять зарядом единственного атома, тогда как остальные атомы будут оставаться нейтральными. Электрическое поле этого атома определяет проводимость соседней молекулы, присоединенной к поверхности кремния. Протекающий по молекуле ток может быть включен и выключен путем изменения заряда "управляющего" атома. Измерить проводимость переключателя удалось при нормальных условиях, тогда как большинство иных молекулярных устройств приходится охлаждать до очень низких температур, чтобы что-то измерить.

Полученные результаты, недавно опубликованные в журнале Nature, открывают новую возможность создания гибридных молекулярно-кремниевых чипов. И хотя ряд других технологий молекулярных компьютеров разработан гораздо лучше, вполне возможно, что именно эта молодая концепция быстро догонит и перегонит своих конкурентов. - Г.А.