Ви є тут

Нове досягнення хіміків ХТФ – мономолекулярний вуглеводневий діод


мономолекулярний вуглеводневий діод

Протягом останніх років сучасні персональні комп'ютери, планшети, мобільні телефони стають все більш потужними, тоді як їхні процесори стрімко зменшується в розмірах. Елементи комп'ютерних процесорів – транзистори – мають розмір близько 20 нм і складаються всього з декількох сотень атомів. Надзвичайні зусилля спрямовано на подальшу мініатюризацію електронних засобів до розмірів окремих вуглецевих молекул з використанням, головним чином, фулеренів і нанотрубок. Проте, дотепер так і не вдалось одержати ефективний молекулярний електронний засіб на основі цих вуглецевих алотропів.

Водночас, діамандоїди – вуглеводні, що містяться в нафті і мають кристалічну ґратку алмазу, також здатні переносити електрони і самоорганізовувати структуру.  Тому вони є привабливими "кандидатами" для створення наноструктурних матеріалів, наприклад монохромних високоефективних емітерів електронів, діодів або стійких до механічних пошкоджень покриттів.

Для створення нового наноелектронного засобу було поставлено за мету об'єднати в одній структурі фулерен і діамандоїд. Цю проривну інноваційну і складну в науковому сенсі задачу успішно вирішили співробітники кафедри органічної хімії і технології органічних речовин ХТФ – завідувач кафедри професор А.А.Фокін і доцент К.Д.Бутова у тісному співробітництві з колегами з Німеччини (Giessen University), США (Stanford Institute) і Бельгії (Universite catholique de Louvain). Вони вперше синтезували і дослідили молекули, що об'єднують (зв'язують вуглецевим містком) алмазоподібний вуглеводень – діамантан і фулерен. Така вуглеводна пара, що складається зі збідненого і  збагаченого електронами фрагментів, виявила властивості молекулярного діода з ефективним перенесенням заряду. Такий матеріал, що реалізує стійкий p-n-перехід, може бути основою також і для тріодів та інших електронних елементів з нелінійною вольт-амперною характеристикою.

Новий вуглеводневий гібрид був нанесений на металеву поверхню і чітко виявив напівпровідникові властивості. Таким чином було вперше одержано мономолекулярний діод з геометричними розмірами близько 1 нм.

Це відкриття дає можливість використовувати аналогічні пристрої в сучасних процесорах, зменшуючи розміри перших більш ніж на порядок.

Результати роботи, що виконувалась за часткового фінансування МОН України, опубліковано в провідному науковому журналі Nature Comm., 2014, 5, 4877.

І.М. Астрелін, декан ХТФ, проф.

x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій