Международная группа ученых из США, Ирландии и Сингапура, под руководством профессора Кристиана Ниджуйса (Christian A. Nijhuis) из Национального университета Сингапура впервые смогла создать эффективные молекулярные выпрямительные диоды. Отчет об этом научном прорыве опубликован в журнале Nature Nanotechnology, вкратце ее пересказывает пресс-релиз Университета центральной Флориды.

Диоды — электронные элементы, имеющие различную проводимость в зависимости от того, в каком направлении через них проходит ток. Выпрямительные диоды преобразовывают переменный ток в постоянный; их главная характеристика — коэффициент выпрямления K, равный отношению значений переменного напряжения на входе и выпрямленного напряжения — на выходе.

У современных промышленных кремниевых выпрямительных диодов значения K варьируют от 10⁵ до 10⁸. Однако для молекулярных диодов — элементов молекулярного масштаба, с использованием которых, теоретически, можно было бы создать суперминиатюрные электронные устройства — этот показатель составлял до сих пор, в лучшем случае, 10³, чего явно недостаточно.

Теперь же Ниджуйсу с коллегами удалось создать молекулярный диод, значение коэффициента выпрямления которого составляет 6.3×10⁵. Это макромасштабные тоннельных переходы на основе одного слоя молекулярных диодов. Число молекул, проводящих ток в этих переходах, изменяется с полярностью смещения, тем самым умножая коэффициент внутреннего выпрямления отдельной молекулы на три порядка.

«Это превышает теоретически установленный предел, — прокомментировал профессор Энрике дель Барко (Enrique del Barco) из университета центральной Флориды, один из соавторов статьи. — Теперь у нас есть молекулярный диод, сравнимый по характеристикам с кремниевым. Таким образом, то, что когда-то было теоретической научной моделью, переходит в плоскость коммерческих возможностей».

Впрочем, пока что молекулярные диоды, по-видимому, не заменят полностью электронные — но, возможно, смогут их заменить в некоторых областях. Одним из их преимуществ является дешевизна и простота в производстве, ведь синтезировать молекулярные диоды можно непосредственно в лаборатории.

Напомним, недавно мы писали о том, как на 3D-принтере удалось напечатать инновационный гранулятор для синтеза новых материалов.