Сейчас большинство людей пользуются смартфонами, которые по сути являются мощными портативными компьютерами. Однако, компьютеры не всегда были такими компактными. Кун Ван из Университета Майами отметил, что за последние 50 лет количество транзисторов на микросхеме удваивалось примерно каждые два года. Однако сегодня мы столкнулись с физическими пределами кремниевой электроники, и дальнейшая миниатюризация электронных компонентов с использованием существующих технологий становится все более сложной.
Эта проблема является предметом исследований Вана и многих других ученых в области молекулярной электроники. Они ищут альтернативные методы передачи электричества, не прибегая к использованию кремния или металлов, которые сегодня применяются для создания компьютерных чипов. Использование молекулярных материалов для создания функциональных компонентов, таких как транзисторы, датчики и межсоединения в микросхемах, может быть ключом к решению этой проблемы, особенно когда традиционные кремниевые технологии приближаются к своим пределам.
Однако поиск идеальных молекул для этих целей оказался непростой задачей. Недавно Ван и его команда, включая аспирантов Мейрдада Шири и Шаочэна Шена, а также ученых из других университетов, предложили решение. Они создали, по их мнению, самую электропроводящую органическую молекулу в мире. Результаты их работы были опубликованы в Journal of the American Chemical Society, и они открывают новые возможности для создания более компактных и мощных вычислительных устройств на молекулярном уровне. Эта молекула состоит из распространенных химических элементов, таких как углерод, сера и азот.
Процесс тестирования молекулы занял более двух лет. Исследования показали, что молекулы стабильны в обычных условиях и обеспечивают максимальную электропроводность на большие расстояния. Это может привести к созданию более компактных вычислительных устройств с высокой энергоэффективностью. Ван отметил, что уникальность молекулы заключается в том, что электроны двигаются по ней, как пули, практически без потерь энергии, что является идеальным способом переноса электронов в материальной системе.
Кроме того, Ван предполагает, что эти молекулы могут сыграть ключевую роль в квантовой информатике, так как их характеристики могут использоваться для создания кубитов — основного элемента квантовых вычислений.
Шири добавил, что с точки зрения практического применения эта молекула — большой шаг вперед. Она стабильна при контакте с воздухом и может быть интегрирована в существующие наноэлектронные компоненты микросхем, используясь как проводник или межсоединение между микросхемами. Материалы, необходимые для создания молекулы, недороги, и ее можно синтезировать в лаборатории.
Ван заключил, что эта молекулярная система имеет функциональные возможности, которые не могут быть реализованы с помощью обычных материалов, открывая новые перспективы для повышения мощности и энергоэффективности вычислительных устройств без увеличения их стоимости, сообщает Planet Today.