Onderzoekers ontwikkelen schakelaar van enkele molecuul

Onderzoekers van de Technische Universität München hebben een moleculaire nanoschakelaar ontwikkeld die functioneert bij het aanbrengen van spanning. De techniek zou op termijn als vervanger van silicium kunnen dienen.

De wetenschappers van de universiteit begonnen hun werk met het ontwikkelen van zeer precieze elektrische contacten voor moleculen. Vervolgens maakten ze gebruik van synthetische moleculen van collega's uit Basel en Karlsruhe. Deze moleculen veranderen van structuur bij het aanbrengen van spanning; ze worden plat en geleidend, en ze verstrooien licht.

De strooiing van licht is het gevolg van het ramaneffect en de vibraties van moleculen die hierbij plaatsvinden, kunnen waargenomen worden met behulp van ramanspectroscopie. Eerdere pogingen om moleculair schakelen op basis van het aanbrengen van spanning te detecteren, waren gebaseerd op scannen bij zeer lage temperaturen, maar dankzij ramanspectroscopie slaagden de onderzoekers erin om dit op kamertemperatuur te doen.

Bovendien konden ze met hun methode vaststellen dat hun enkele molecuul stabiel wisselde tussen twee structureel verschillende staten, onder invloed van de spanningswisseling. De vinding is een stap in de richting van het doel van het team van de Technische Universität München, om met direct controleerbare moleculen nano-elektronica te ontwikkelen als alternatief voor op silicium gebaseerde componenten. "Het brengt ons een stap dichter bij de ultieme limiet van miniaturisering", aldus nanowetenschapper Joachim Reichert van de Technische Universiteit van München.

De onderzoekers hebben hun bevindingen beschreven in de paper Voltage-Driven Conformational Switching with Distinct Raman Signature in a Single-Molecule Junction, dat is gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society.

Artist's impression van de moleculaire schakelaar

Reacties (26)

[Blokmeister]

Ik promoveer binnenkort in de moleculaire geleiding, en het hele idee dat moleculen onze silicium gaan vervangen gelooft eigenlijk niemand meer. Enkele moleculen zijn eigenlijk te instabiel hiervoor. Het zal meer een toevoeging zijn, vooral omdat moleculen ook veel meer kunnen dan binaire logica. Het zijn analoge dingen, en zo moet je ze eigenlijk ook gebruiken.

Ook is het idee van stroom-gestuurde schakeling niet echt nieuw. Mijn co-promotor heeft hier in 2010 al een review over geschreven: http://iopscience.iop.org...53-8984/22/13/133001/meta

[Origin64]

Wat doet die asteroidengordel om dat molecuul heen?

[Pep7777]

Hmm artistieke vrijheid op basis van wat feitjes

Ik denk dat je onderaan een opervlak van een geleidend materiaal (goud?) ziet. Dan het molecuul dat ze van draaisnelheid (raman scattering (wikipedia)) kunnen veranderen oiv een electrische spanning (de bliksems). Bovenaan is vermoed ik de tip van een AFM (atomic force microscoop) waarmee je de stroom van het goud door het molecuul kan bepalen...

[Origin64]

Maar de draaiing is al gevisualiseerd door een deel van het molecuul motion blur te geven. En dat lijkt om een verticale as te gaan. De as van die asteroidengordel is diagonaal.

Ik merk wel op dat de gordel in dezelfde richting staat als de uitstekende delen van het molecuul.

[Reactie gewijzigd door Origin64 op 30 juli 2024 00:38]

[ybos]

Bliksemschicht is ook niet echt goed gekozen. Bliksemschicht is een geleidend pad die nu de nanoschakelaar kortsluit

[Origin64]

Het is nu overdreven, maar als er iets als 1 bliksemschicht door het molecuul heen ging om de stroom te visualiseren, dan zou ik het wel ok vinden.

[Barsonax]

Is ook noodweer daar aan de achtergrond te zien.

[maartenyh]

Zo he, dus niet alleen in NL hadden wij gisteravond storm maar blijkbaar ook in het lab waar deze foto is gemaakt!!

[Alfa1970]

Dat zijn de vrije elektronen

[gillus99]

De schoolslag .

[Zarc.oh]

Je bedoelt de ringen van Saturnus?

[Origin64]

Dat is toch ook een asteroidengordel, of telt dat niet? Het zijn brokken steen die in de ruimte zweven.

[ro8in]

Volgens mij konden ze gewoon niets beters vinden op shutterstock

[Euronitwit]

De kleinste molecuul is diwaterstof- H2 -met een grootte van 74,14 pm link
Neem je een water molecuul- H20 -dan is die al groter dan 95,84 pm link

Het element H heeft een atoomstraal van 37 pm link
Het element O heeft een atoomstraal van 73 pm link

Dit zijn nog maar de twee bekendste moleculen.
Dus je moet wel specificeren welk molecuul je bedoelt.

[Reactie gewijzigd door Euronitwit op 30 juli 2024 00:38]

[rbr320]

Aangenomen dat de "artist's impression" afbeelding die bij het artikel zit enigszins op de feiten gebaseerd is zie ik een molecuul bestaande uit 3 koolstofringen met aan weerszijde een enkel, iets groter atoom, waarschijnlijk zuurstof of stikstof. Je kunt vast een schatting maken van de afmeting van zo'n molecuul. In ieder geval zal deze nog altijd flink kleiner zijn dan de 7nm kanalen waarmee we in de (nabije) toekomst transistors hopen te maken in silicium wafers.

[AldoGMB]

Drie benzeenringen achter elkaar is zo’n anderhalve nanometer.

[Verwijderd]

toch benieuwd hoeveel moleculen in een nm (nanometer) passen. straks een chip van een vierkante nanometer die net zo snel is als een 486

[jeroen3]

Silicium is 210 pm (picometer). Ik denk niet dat je uit 5x5 silicium atomen een goede chip kan maken.

[Barsonax]

Krijgen we een quark chip

[darkfader]

Chips met kwarktaartsmaak

[kilmanio]

Hoe kleiner ze worden, hoe groter de kans op het tunneleffect.

Een waterstofatoom is ~ 0.1nm, dus chips van 1nm² zullen we niet zien.

[dunklefaser]

Nou ja - dat hele (fake?)plaatje is alleen maar een "artist impression" aka "künstlerische Freiheit",
meer niet.

[Tielenaar]

Echt? Ik dacht dat atomen er echt als gekleurde bolletjes uitzagen met grijze verbindingen ertussen!

[frankvdtillaart]

"Het brengt ons een stap dichterbij de ultieme limiet van miniaturisering"

Totdat iemand op het idee komt om Atomen zo te manipuleren dat ze deze eigenschappen delen.

Dan is er wéér een volgende stap na te streven.

Mogelijk door atomen in een hogere/lagere energiebaan te brengen en daarmee andere atomen te beinvloeden? Ik zeg maar iets. :-o

"Het brengt ons een stap dichterbij de ultieme limiet van miniaturisering"

Totdat iemand om het idee komt om Quarks zo te manipuleren dat ze deze eigenschappen delen.

Dan is er wéér een volgende stap na te streven.

Mogelijk door quarks in ... geen idee, ik zeg echt maar iets.

[WaterFire]

Ik heb soms best wel te doen met de artikelschrijvers hier op Tweakers. Doe je je best om een serieus artikel te schrijven, gaat de discussie bijna alleen maar om het plaatje dat er bij staat.. .

[p01ntl3ss]

Dat dacht ik nu ook.

Het begon met een mooire reactie die van mij dan ook de verdiende punten heeft gekregen en al scrollend hoopte ik op nog meer informatie maar helaas, de jongetjes achter in de klas moeten weer onzin uitkramen