Химики и физики из Кильского университета (Германия) вместе с французскими коллегами разработали методику синтеза и эксплуатации одномолекулярных спиновых переключателей. Статья об этом опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Спиновая электроника — спинтроника — в отличие от обычной электроники для хранения, передачи и обработки информации использует спин электронов. Потенциальными преимуществами этой технологии ученые считают повышенную скорость обработки данных, снижение потребления электроэнергии и более высокую плотность расположения на микросхеме по сравнению с обычными полупроводниковыми приборами. Сейчас ученые стремятся к созданию молекулярных спинтронных устройств, которые могут контролировать спиновые состояния отдельных молекул. Это позволит уменьшить микросхемы до минимально возможного уровня.

Ученые из Кильского университета сделали шаг вперед в создании инновационных спинтронных устройств. Они синтезировали новые соединения, спиновые состояния которых стабильны по крайней мере в течение нескольких дней.

«Это достигается с помощью приема, который напоминает фундаментальные электронные схемы в компьютерах, так называемые триггеры. Переключение между нулем и единицей осуществляется путем замыкания выходного сигнала обратно на вход», — говорит один из авторов работы, сотрудник Кильского университета Мануэль Грубер.

Новые молекулы обладают тремя свойствами, которые связаны друг с другом в петле обратной связи: форма, координация составляющих их частей и спиновое состояние. Таким образом молекулы запираются либо в одном, либо в другом состоянии. При сублимации и осаждении на серебряной поверхности, переключатели самособираются в блоки. Каждую молекулу в таком массиве можно рассмотреть отдельно с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Подача положительного или отрицательного напряжения позволяет переключаться между их спиновыми состояниями.

«Наш новый одномолекулярный спиновый переключатель может выполнять функции сразу нескольких компонентов, таких как транзисторы и резисторы в обычной электронике. Это большой шаг к дальнейшей миниатюризации устройств, — объясняет Грубер. — Следующим шагом будет повышение сложности соединений для выполнения более серьезных вычислений».