Исследователи из Института проблем химической физики РАН, Института органической химии РАН и Сколковского института науки и технологий установили связь между строением фотохромных материалов и характеристиками устройств на их основе, что открывает широкие возможности для создания оптической памяти.

Результаты опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry С.

Практическое внедрение органической электроники, развитие которой должно привести к созданию функционального интерфейса между классической «твердотельной» электроникой и объектами живой природы (включая тело человека), требует разработки всех ее функциональных компонентов, в том числе органических элементов памяти.

С этой точки зрения особое внимание привлекают фотохромные соединения: их молекулы похожи на однобитные ячейки памяти — под действием света они претерпевают обратимую изомеризацию между двумя состояниями. Однако сегодня невозможно обеспечить точное переключение. Поэтому приходится интегрировать фотохромные молекулы в какие-то более сложные и большие по размеру системы, в которых их переход из одного состояния в другое дает регистрируемый отклик, например электрический.

Команда ученых смогла установить взаимосвязь между строением фотохромных молекул и их электрическими характеристиками. Это позволит синтезировать соединения, переход которых из одной изомерной формы в другую можно стабильно контролировать.

«Важные закономерности были выявлены на основе детального анализа таких характеристик, как скорость и амплитуда переключения, ширина окна памяти и стабильность работы в режиме многократной записи — чтения — стирания информации. Показано, что присутствие карбонильной группы в мостиковой части фотохромного диарилэтен облегчает переключение, но также снижает стабильность индуцированных состояний. Напротив, фотохромное соединение с незамещенным пропиленовым мостиком при сравнительно узком окне памяти обеспечивает надежное переключение и долговременную стабильность устройств», — рассказала ведущий автор работы Долгор Дашицыренова.