OTPORNIK.info
Elektronika oko nas
Ads

Najmanji prekidač na svetu


gold atom switchNajmanji mehanički prekidač plus elektronski prekidač tipa kakvog još niste videli. Tako fizičar Marius Trovborst (Marius Trowborst) sumira rezultate njegovog istraživanja toka električne struje kroz atome i molekule. „Krajnji cilj nanotehnologije je korišćenje molekula za elektroniku,“ izjavio je. „Cilj je sada jedan korak bliži.“

Ogroman napredak u informacionoj tehnologiji uglavnom se odnosi na činjenicu da elektronski delovi kompjutera postaju sve manji i manji. Manji automatski znači brži i jeftiniji. U zadnjih četrdeset godina, broj tranzistora u kompjuterima se duplira svake dve godine. Međutim, za deset godina dostignućemo fizičke limite, procenjuje Trovborst. U ovim limitima osnovni prncip tranzistora više neće važiti.

Ako želimo nastaviti praviti brže računare, novi metodi moraju biti otkriveni. Jedna od mogućnosti je korišćenje atoma i molekula. Trovborstovo osnovno istraživanje transporta elektrona kroz individualne atome i molekule se uklapa u ovaj princip.
Tokom istraživanja, Trovborst je razvio novi metod organizacije atoma zlata na taj način da se može od njih napraviti mali mehanički prekidač: samo jedan atom zlata formira kontakt. Osim toga, Trovborst je konstruisao novi tip elektronskog prekidača iste veličine.

Ovaj metod se sastoji iz više koraka. Prvo se zlatna žica pričvrsti na traku savitljive plastike. pažljivim zatezanjem trake, zlatna žica se lagano isteže, poput žvakaće gume. Trenutak pre prekidanja, prečnik žice je samo jedan atom zlata. Ekstremno oprezno dalje istezanje (nanopomeraji) udaljava krajeve vrlo malo jedan od drugog. Iako su žice odvojene, fraktura nije konačna. Čim se vrlo pažljivo vrati nazad, krajevi opet prave fuziju.

Trovborst je ponovio ovo više puta, na vrlo kontrolisan način. Svaki put kad se žica prekine, atomi dva kraja se organizuju na drugačiji način. Na ovaj način, reorganizacija postepeno postaje regularna. Na kraju, dobija se izgled piramide bilijarskih kugli sa jednim atomom na vrhu. “Pomerajući dva kraja napred – nazad za 0.1nm, prekidač može biti uključen ili isključen,” kaže Trovborst.

Štaviše, sistem se takođe može koristiti da se “uhvati” molekul između krajeva. To je korisno za proučavanje elektronskih karakteristika tog molekula. Kada se podesi električni napon na krajevima, elektronski promet ide preko jednog molekula u sredini.

Trovborst je koristio molekule vodonika za svoje istraživanje. Povećavajući napon, molekul vodonika počinje da vibrira između krajeva zlatnih niti. Trovborst je otkrio da se otpornost tada iznenada promeni, i to skokovito na dole. “Možete jednostavno uključiti ili isključiti sistem tako što ćete učiniti da molekul vibrira ili ne,” kaže Trovborst. “Ova vrsta prekidača do sada nije prikazana.”

Iako se odnosi na vibriranje molekula, tačan razlog prekidačkog ponašanja je još uvek nepoznat. Trovborst sumnja da postoji veza sa faznim prelazom. Više istraživanja je potebno pre nego što prekidači postanu upotrebljivi. Međuim, ono što je jasno, je da ovo obezbeđuje novi uvid u korišćenje molekula kao funkcionalnih gradivnih elektronskih elemenata u budućnosti.

gold atom switch

Vodonični prekidač: donji deo slike prikazuje zlatnu žicu poput one u istraživanju uvećanu elektronskim mikroskopom; gornji deo prikazuje molekul vodonika u kontaktu sa dve zlatne žice

Komentari su onemogućeni.